СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
METHOD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE OPERATION AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к области силовых установок и может быть использовано в целях повышения эффективности силовых установок.
Известен способ работы дизель-генераторной установки (ДГУ) на электропотребителей путем преобразования внутренней энергии дизельного топлива в электрическую стандартной частоты и напряжения и подачи электрической энергии электропотребителям (Патент РФ №2259492 С1 от 08.01.2004 г., кл. F02D 29/06, F02B 63/04), предусматривающий аккумулирование электрической энергии в батарее конденсаторов при режиме нормального электропотребления, подачу электрической энергии с батареи конденсаторов и аккумуляторной батареи на вход преобразователя частоты и напряжения, преобразование электрической энергии в преобразователе частоты и напряжения и подачу электроэнергии с преобразователя частоты и напряжения потребителям при кратковременных значительных перегрузках и при остановленном первичном двигателе силовой установки.
Устройство, реализующее данный способ работы, включает в себя первичный двигатель, генератор, аккумуляторную батарею, потребителей электрической энергии, а также преобразователь частоты и напряжения, проводники, связывающие генератор и преобразователь частоты и напряжения, батареи конденсаторов и связи батареи конденсаторов, аккумуляторной батареи с преобразователем частоты и напряжения.
Недостатки данного способа
1. Емкость аккумуляторной батареи АБ и конденсаторной батареи КБ ограничена и способна обеспечить работу дизель-генераторной установки только при кратковременных перегрузках.
2. Отсутствует автоматическое отслеживание изменения реактивной мощности нагрузки в компенсируемой сети и в соответствии с заданным значением компенсирование значения коэффициента мощности (cosφ).
3. Происходит генерация реактивной мощности в сеть.
4. Происходит появление в сети перенапряжений.
5. Отсутствует контроль и регистрация всех основных параметров сети.
6. Отсутствует контроль режимов работы системы компенсации реактивной мощности.
Задачей заявляемого изобретения является является повышение эффективности работы двигателя внутреннего сгорания на переходных режимах работы (запуск, разгон, наброс нагрузки), автоматическое отслеживание изменения реактивной мощности нагрузки в компенсируемой сети и в соответствии с заданным значением компенсирование значения коэффициента мощности (cosφ), исключение генерации реактивной мощности в сеть, исключение появления в сети перенапряжений, контроль и регистрация всех основных параметров сети, контроль режимов работы системы компенсации реактивной мощности, обеспечение системой аварийного отключения установки компенсации реактивной мощности, обеспечение предупреждения обслуживающего персонала в случае возникновения аварийных ситуаций.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе работы дизель-генераторной установки (ДГУ) на электропотребителей, включающем операции преобразования внутренней энергии дизельного топлива в электрическую стандартной частоты и напряжения, аккумулирования электрической энергии в батарее конденсаторов при режиме нормального электропотребления, подачи электрической энергии с батареи конденсаторов и аккумуляторной батареи на вход преобразователя частоты и напряжения, преобразования электрической энергии в преобразователе частоты и напряжения и подачи электроэнергии с преобразователя частоты и напряжения потребителям при кратковременных значительных перегрузках и при остановленном первичном двигателе силовой установки, добавляются взаимосвязанные операции вычисления реактивной мощности в блоке датчиков реактивного тока ДРТ, вывод результатов работы датчика реактивной мощности на вход преобразователя частоты ПЧ и форсировка силовой установки по реактивной мощности.
Для реализации указанного способа работы предлагается дизель-генераторная установка, состоящая из генератора, аккумуляторной батареи, потребителей электрической энергии, преобразователя частоты и напряжения, проводников, связывающих генератор и преобразователь частоты и напряжения, батареи конденсаторов и связи батареи конденсаторов, аккумуляторной батареи с преобразователем частоты и напряжения, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок датчиков реактивного тока и связи блока датчиков реактивного тока с преобразователем частоты и напряжения и сетью питания потребителей электрической энергии.
На чертеже показан способ работы силовой установки на электропотребителей и устройство для обеспечения работы установки по данному способу.
Согласно этому способу происходит преобразование подведенной энергии от первичного двигателя в электрическую стандартной частоты и напряжения, подача электрической энергии на вход преобразователя частоты и напряжения (ПЧ), где происходит ее преобразование до стандартных значений и подача ее на электропотребителей. Одновременно с этим происходит аккумулирование электрической энергии в аккумуляторной батарее (АБ) и конденсаторной батарее (ВКБ), подача аккумулированной энергии с конденсаторной батареи (КБ) и аккумуляторной батареи (АБ) при кратковременных значительных перегрузках и при остановленном первичном двигателе силовой установки. Также происходит вычисление реактивной мощности в блоке датчиков реактивного тока ДРТ, вывод результатов работы датчика реактивной мощности на вход преобразователя частоты ПЧ и форсировка силовой установки по реактивной мощности.
Устройство состоит из первичного двигателя Д (1), аккумуляторной батареи АБ (2), синхронного генератора СГ (3), проводников (4), связывающих аккумуляторную батарею АБ (2) и преобразователь частоты и напряжения ПЧ (5), проводников (10), связывающих преобразователь частоты и напряжения ПЧ (5) и конденсаторную батарею КБ (6), потребителей электрической энергии (8), связанных с ПЧ (5) с помощью проводников (9), блока датчиков реактивного тока ДРТ (7), связанных с преобразователем частоты и напряжения ПЧ (5) с помощью проводников (11) и с сетью с помощью проводников (12).
Устройство, приведенное на чертеже, автоматически работает следующим образом.
1. Режим нормального электропотребления.
При этом в силовой установке происходит преобразование подведенной энергии от первичного двигателя (1) в электрическую и подача электрической энергии на вход преобразователя частоты и напряжения ПЧ (5), преобразование электрической энергии в ПЧ (5) до стандартной частоты и напряжения и подача электрической энергии на электропотребителей, вычисление реактивной мощности в блоке датчиков реактивного тока ДРТ, вывод результатов работы датчика реактивной мощности на вход преобразователя частоты ПЧ и форсировка силовой установки по реактивной мощности.
2. Режим кратковременных и долговременных значительных перегрузок.
При этом в силовой установке происходит преобразование подведенной энергии от первичного двигателя (1) в электрическую и подача электрической энергии на вход преобразователя частоты и напряжения ПЧ (5), одновременная подача аккумулированной электрической энергии с аккумуляторной батареи АБ (2) и конденсаторной батареи КБ (6) на преобразователя частоты и напряжения ПЧ (5), преобразование суммированной электрической энергии в ПЧ (5) до стандартной частоты и напряжения и подача электрической энергии на электропотребителей (8).Одновременно происходит вычисление реактивной мощности в блоке датчиков реактивного тока ДРТ, вывод результатов работы датчика реактивной мощности на вход преобразователя частоты ПЧ и форсировка силовой установки по реактивной мощности.
3. Режим при неработающем дизеле.
При этом в силовой установке происходит подача аккумулированной электрической энергии с АБ (2) и КБ (6) на ПЧ (5), преобразование суммированной электрической энергии в ПЧ (5) до стандартной частоты и напряжения и подача электрической энергии на электропотребителей (8).
В предлагаемом устройстве происходит преобразование подведенной энергии от первичного двигателя (1) в электрическую, аккумулирование электрической энергии на АБ (2) и КБ (6) на ПЧ (5), подача электрической энергии на вход ПЧ (5) с генератора, одновременная подача аккумулированной электрической энергии с АБ (2) и КБ (6) на ПЧ (5), преобразование аккумулированной электрической энергии в ПЧ (5) до стандартной частоты и напряжения и подача электрической энергии на электропотребителей (8), вычисление реактивной мощности в блоке датчиков реактивного тока ДРТ (7), вывод результатов работы датчика реактивной мощности на вход преобразователя частоты ПЧ (5) и форсировка силовой установки по реактивной мощности.
Заявляемые способ и устройство являются промышленно применимыми, так как включают в себя применяемый способ, дополненный реальными операциями вычисления реактивной мощности в блоке датчиков реактивного тока ДРТ (7), вывод результатов работы датчика реактивной мощности на вход преобразователя частоты ПЧ (5) и форсировка силовой установки по реактивной мощности, связями ДРТ (7), ПЧ (5) и потребителей (8), обеспечивающими возможность работы силовой установки по предлагаемому способу.
Предлагаемые способ и устройство для его осуществления по принципу действия, обеспечиваемые новыми существенными признаками, позволяют осуществить возможность без наращивания емкости АБ (2) обеспечить кратковременные и длительные перегрузки по реактивному току (работа с низким cosφ) с помощью преобразователя частоты и напряжения ПЧ (5).
Из изложенного следует, что при реализации указанного способа достигается технический результат, заключающийся в повышении эффективности работы силовой установки при несимметрии нагрузок, а также при кратковременных и длительных перегрузках по реактивному току (работа с низким cosφ) за счет использования только мощности преобразователя частоты и напряжения ПЧ (5) без необходимости увеличения мощности аккумуляторной батареи АБ (2), улучшение экономичности работы силовой установки.
Новизна предлагаемого способа заключается в операциях вычисления реактивной мощности в блоке датчиков реактивного тока ДРТ (7), вывод результатов работы датчика реактивной мощности на вход преобразователя частоты ПЧ (5) и форсировка силовой установки по реактивной мощности, что позволяет повысить эффективность работы силовой установки при несимметрии нагрузок, а также при кратковременных и длительных перегрузках по реактивному току (работа с низким cosφ) за счет использования только мощности преобразователя частоты и напряжения ПЧ (5) без необходимости увеличения мощности аккумуляторной батареи АБ (2) и улучшить экономичность работы силовой установки.