АВТОНОМНЫЙ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к автономным источникам электроэнергии и может быть использована в автономных электроагрегатах с приводными тепловыми двигателями, работающими при переменной частоте вращения.
Известен электроагрегат (Комплект оборудования 15Р114 Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 1. - МО, 1987. - с. 16-21), содержащий аккумуляторную батарею, блок управления агрегатом, дизель, трехфазный синхронный генератор, преобразователь переменного тока в постоянный и шины питания по постоянному и переменному току. Выход аккумуляторной батареи соединен с входом шины питания потребителей постоянного тока и входом системы управления агрегатом, выход блока управления агрегатом соединен с входом дизеля, выход которого соединен с ротором синхронного генератора, вращение которого приводит к получению на выходе электрической энергии переменного тока. Выход синхронного генератора соединен с шиной питания потребителей переменного тока и входом преобразователя переменного тока в постоянный, выход которого соединен с шиной питания потребителей постоянного тока.
Недостатками известного устройства являются повышенный удельный расход топлива при малой потребляемой электрической мощности, что приводит к увеличению часового расхода топлива и уменьшению времени автономной работы электроагрегата от одной заправки топливом, отсутствие в схеме резервирования генератора.
Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является автономный электроагрегат (патент РФ №162460 от 24 мая 2016 года), содержащий два дизельных двигателя, асинхронизированный синхронный генератор, две электромагнитные управляемые муфты, систему управления агрегатом, асинхронизированный синхронный генератор, систему возбуждения асинхронизированного синхронного генератора, ключ, трансформаторно-выпрямительный блок, ионисторную батарею и шину питания потребителей переменного тока. Два входа вала асинхронизированного синхронного генератора, соединены с выходами двух однотипных электромагнитных управляемых муфт, входы которых соединены с выходами дизельных двигателей, входы которых соединены с управляющими выходами системы управления, вход которой соединен с выходом асинхронизированного синхронного генератора. Выход системы управления соединен с входом системы возбуждения асинхронизированного синхронного генератора, выход которой соединен с входом асинхронизированного синхронного генератора. Выход системы управления соединен с входом ключа, выход которого соединен с входом системы возбуждения асинхронизированного синхронного генератора. Вход ключа соединен с выходом трансформаторно-выпрямительного блока, вход которого соединен с выходом асинхронизированного синхронного генератора и выходом ионисторной батареи, вход которой соединен с выходом трансформаторно-выпрямительного блока. Выход асинхронизированного синхронного генератора соединен с шиной питания переменного тока.
Недостатками такого электроагрегата являются отсутствие возможности оптимизации работы двигателя по критерию мощность-скорость вращения вала из-за безредукторного подключения двигателя к генератору, что не позволяет изменять скорость вращения валов приводных двигателей, а соответственно повышенный удельный расход топлива при малой потребляемой электрической мощности, а также отсутствие резервирования генератора.
Задачей полезной модели является уменьшение удельного расхода топлива при малой потребляемой электрической мощности и увеличение времени автономной работы электроагарегата от одной заправки топливом, а также обеспечение бесперебойной работы синхронного генератора, путем его резервирования.
Сущность полезной модели заключается в том, что в автономный электроагрегат, содержащий два дизельных двигателя, две электромагнитные управляемые муфты, систему управления агрегатом, асинхронизированный синхронный генератор, систему возбуждения асинхронизированного синхронного генератора, ключ, трансформаторно-выпрямительноый блок, ионисторную батарею и шину питания потребителей переменного тока, вместо асинхронизированного синхронного генератора, системы возбуждения асинхронизированного синхронного генератора, ключа, трансформаторно-выпрямительноого блока, ионисторной батареи и двух электромагнитных муфт введены два трехфазных синхронных генератора, три датчика угловой скорости, редуктор с планетарной системой передачи, одна электронноуправляемая муфта и две электронноуправляемые муфты с тормозами. Выходные валы каждого дизельного двигателя соосно соединены к входам двух однотипных электронноуправляемых муфт с тормозами, выходы которых соединены с редуктором с планетарной системой передачи, к выходу которого на едином валу соединен вход первого трехфазного синхронного генератора, выход которого соединен с электронноуправляемой муфтой, выход которой соединен со вторым трехфазным синхронным генератором, выходы обоих генераторов также соединены с входом шины питания потребителей переменного тока. Перед электронноуправляемыми муфтами находятся датчики угловой скорости. Выход системы управления соединен с входом системы питания первого и второго дизелей, а также с входом каждой элуктронноуправляемой муфты. Выход с датчиков угловой скорости соединен с входом системы управления.
В предлагаемой полезной модели, представленной на фиг. 1 выходы дизельных двигателей 1 и 2 соединены с входами двух однотипных датчиков угловой скорости 3 и 4, выходы которых соединены с входом системы управления 5 и с входами однотипных электронноуправляемых муфт с тормозами 6 и 7, входы которых соединены с выходом системой управления 5, а выходы которых соединены с входом редуктора с планетарной системой передачи 8, выход которого соединен с входом трехфазного синхронного генератора 9, выход которого соединен с шиной питания переменного тока 10 и с входом электронноуправляемой муфты 11, на вход которой подключен выход системы управления 5, а выход электронноуправляемой муфты 11 соединен с входом датчика угловой скорости 12, выход которого соединен с входом системы управления 5 и входом трехфазного синхронного генератора 13, выход которого соединен с шиной питания переменного тока 10.
С системы управления 5 подается сигнал на запуск дизельных двигателей 1 и 2 и включение электронноуправляемых муфт с тормозами 6 и 7. С датчиков угловой скорости 3 и 4 на вход системы управления 5 поступает сигнал о начале вращения валов дизелей 1,2. Дизельные двигатели 1 и 2 через электронноуправляемые муфты с тормозами 6 и 7 приводят во вращение шестерни редуктора с планетарной системой передачи 8, которая передает суммарный крутящий момент на ротор трехфазного синхронного генератора 9. При подключении потребителей электрической энергии к шине питания переменного тока 10, на вход системы управления 5 подается сигнал несущий информацию о потребляемой электрической мощности. При значении потребляемой мощности от номинальной до половины от номинальной, работают дизельные двигатели 1 и 2 и соответственно электронноуправляемые муфты с тормозами 6 и 7. При уменьшении потребляемой мощности меньше половины от номинальной, система управления 5 подает сигнал на отключение электронноуправляемой муфты 6, а затем дизельного двигателя 1, с датчика угловой скорости 3 на систему управления 5 поступает сигнал об остановке дизеля 1 и при этом всю нагрузку на себя берет дизельный двигатель 2, удельный расход топлива электроагрегатом при этом, уменьшается до номинального значения. При увеличении потребляемой мощности больше половины номинальной в этом режиме работы электроагрегата, система управления 5 подает сигнал на включение дизельного двигателя 1. При достижении скорости вращения выходного вала дизельного двигателя 1 до синхронной скорости вращения система управления 5 подает сигнал на включение электронноуправляемой муфты 6 и электроагрегат начинает работать от двух дизельных двигателей 1 и 2. Причем, если при работе электроагрегата происходит поломка трехфазного синхронного генератора 9, при подключенных потребителей электрической энергии к шине питания переменного тока 10, то на вход системы управления 5 не подается сигнал несущий информацию о потребляемой электрической мощности и система управления 5 подает сигнал на включение электронноуправляемой муфты 11 и подключает в работу трехфазный синхронный генератор 13, при этом с датчика угловой скорости 12 поступает сигнал о вращении ротора.
Таким образом, за счет применения редуктора с планетарной системой передачи 8, двух двигателей 1 и 2 с электронноуправляемыми муфтами с тормозами 6 и 7, двух трехфазных синхронных генераторов 9 и 13 с электронноуправляемой муфтой 11, системы управления 5, которая производит включение и отключение дизельных двигателей 1 и 2 в зависимости от мощности потребляемой нагрузки происходит уменьшение удельного расхода топлива и увеличение времени автономной работы электроагарегата от одной заправки топливом и обеспечение бесперебойной работы синхронного генератора, путем его резервирования.