АВТОНОМНЫЙ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к автономным источникам электроэнергии, и может быть использована в качестве автономного источника переменного тока.
Известен электроагрегат (патент РФ №192315, 2018 г.), содержащий два дизельных двигателя, три датчика угловой скорости, систему управления, электронноуправляемую муфту, два трехфазных синхронных генератора, шину питания потребителей переменного тока, две однотипные электронноуправляемые муфты и симметричный дифференциал с электронноуправляемым механизмом блокировки. Входы симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, соединены с выходами однотипных электронноуправляемых муфт, входы которых соединены с выходами датчиков угловой скорости, входы которых соединены с выходом системы управления и с выходами дизельных двигателей, входы которых соединены с выходом системы управления, выходы системы управления также соединены с входами однотипных электронноуправляемых муфт и с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, выход которого соединен с входом первого трехфазного синхронного генератора, выход которого соединен с шиной питания потребителей переменного тока и с входом электронноуправляемой муфты, выход которой соединен с входом датчика угловой скорости, выход которого соединен с входом системы управления и входом второго трехфазного синхронного генератора, выход которого соединен с шиной питания потребителей переменного тока.
Недостатком известного электроагрегата является низкий коэффициент полезного действия, что приводит к увеличению часового расхода топлива и уменьшению времени автономной работы электроагрегата от одной заправки топливом.
Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является автономный электроагрегат (патент РФ №207662, 2021 г.), содержащий дизельный двигатель, два датчика угловой скорости, систему управления, две электронноуправляемуе муфты, трехфазный синхронный генератор, шину питания потребителей переменного тока, две однотипные электронноуправляемые муфты, паровой утилизационный водотрубный котел, пароперегреватель, первый теплообменник-экономайзер, второй теплообменник-экономайзер, сепаратор пара, регулятор расхода пара, конденсатор пара, паровой поршневой двигатель, питающий насос, линии питающей воды, симметричный дифференциал с электронноуправляемым механизмом блокировки, входы которого соединены с выходами однотипных электронноуправляемых муфт, входы которых соединены с выходами датчиков угловой скорости, выходы системы управления также соединены с входами однотипных электронноуправляемых муфт и с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, выход которого соединен с входом трехфазного синхронного генератора, выход которого соединен с шиной питания потребителей переменного тока, выход дизельного двигателя соединен с входом парового утилизационного водотрубного котла, с входом пароперегревателя, с входом первого теплообменника-экономайзера и с входом первого датчика угловой скорости, выход которого соединен с входом системы управления и с входом первой электронноуправляемой муфты, выход которой соединен с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, выход которого соединен с входом трехфазного синхронного генератора, выход которого соединен с входом шины питания переменного тока, выход парового утилизационного водотрубного котла соединен с входом сепаратора пара, выход которого соединен с входом пароперегревателя, выход которого соединен с входом регулятора расхода пара, выход которого соединен с входом второго теплообменника-экономайзера и с входом парового поршневого двигателя, выход которого соединен с входом второго теплообменника-экономайзера и с входом второго датчика угловой скорости, выход которого соединен с входом системы управления и с входом второй электронноуправляемой муфты, выход которой соединен с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, выход системы управления соединен с входом дизельного двигателя, с входом первой электронноуправляемой муфты, с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, с входом регулятора расхода пара и с входом второй электронноуправляемой муфты, выход первого теплообменника-экономайзера соединен с входом второго теплообменника-экономайзера, выход которого соединен с входом парового утилизационного водотрубного котла и с входом конденсатора пара, выход которого соединен с входом питающего насоса, выход которого соединен с входом первого теплообменника-экономайзера, выход линии питающей воды соединен с входом конденсатора пара.
Недостатком известного электроагрегата является низкий коэффициент полезного действия парового котла и парового двигателя, что приводит к увеличению часового расхода топлива и уменьшению времени автономной работы электроагрегата от одной заправки топливом.
Задачей полезной модели является повышение коэффициента полезного действия электроагрегата за счет использования тепла отработавших газов приводного двигателя двигателем Стирлинга для получения электроэнергии, уменьшение расхода топлива и увеличение времени автономной работы электроагрегата от одной заправки топливом.
Сущность полезной модели заключается в том, что в автономный электроагрегат, содержащий дизельный двигатель, два датчика угловой скорости, систему управления, трехфазный синхронный генератор, шину питания потребителей переменного тока, две однотипные электронноуправляемые муфты, симметричный дифференциал с электронноуправляемым механизмом блокировки. Введены теплообменник, двигатель Стирлинга, выход дизельного двигателя соединен с входом первого датчика угловой скорости, выход которого соединен с входом системы управления и с входом первой электронноуправляемой муфты, выход которой соединен с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, выход которого соединен с входом трехфазного синхронного генератора, выход которого соединен с входом шины питания переменного тока, выход теплообменника соединен с входом двигателя Стирлинга, выход которого соединен с входом второго датчика угловой скорости, выход которого соединен с входом системы управления и с входом второй электронноуправляемой муфты, выход которой соединен с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, выход системы управления соединен с входом дизельного двигателя, с входом первой электронноуправляемой муфты, с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки, с входом двигателя Стирлинга и с входом второй электронноуправляемой муфты.
В предлагаемой полезной модели, представленной на фиг. 1, выход дизельного двигателя 1 соединен с входом первого датчика угловой скорости 2 и с входом теплообменника 3, выход которого соединен с входом системы управления 4 и с входом первой электронноуправляемой муфты 5, выход которой соединен с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки 6, выход которого соединен с входом трехфазного синхронного генератора 7, выход которого соединен с входом шины питания переменного тока 8, выход теплообменника 3 соединен с входом двигателя Стирлинга 9, выход которого соединен с входом второго датчика угловой скорости 10, выход которого соединен с входом системы управления 4 и с входом второй электронноуправляемой муфты 11, выход которой соединен с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки 6, выход системы управления 4 соединен с входом дизельного двигателя 1, с входом первой электронноуправляемой муфты 5, с входом симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки 6, с входом двигателя Стирлинга 9 и с входом второй электронноуправляемой муфты 11.
От системы управления 4 подаются сигналы на запуск дизельного двигателя 1, включение первой электронноуправляемой муфты 5 и на блокировку симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки 6. С первого датчика угловой скорости 2 на вход системы управления 4 поступает сигнал о начале вращения вала дизельного двигателя 1. Вал дизельного двигателя 1 раскручивается до синхронной скорости и далее система управления 4 поддерживает эту скорость постоянной. Дизельный двигатель 1 через электронноуправляемую муфту 5 приводит во вращение шестерни заблокированного симметричного дифференциала с электронноуправляемым механизмом блокировки 6, который передает крутящий момент на ротор трехфазного синхронного генератора 7, и он начинает вырабатывать электрическую энергию, которая поступает на шины питания переменного тока 8, а далее к потребителям электроэнергии. После запуска дизельного двигателя 1 горячие газы, выходящие из его коллектора, направляются на теплообменник 3, который нагревает рабочий газ двигателя Стирлинга 9. Вал двигателя Стирлинга 9 раскручивается и как только его скорость, которая измеряется вторым датчиком угловой скорости 10, станет синхронной, система управления 4 подает сигнал на включение второй электронноуправляемой муфты 11 и снимает сигнал на блокировку симметричного дифференциала с электронноуправляемы механизмом блокировки 6. При этом через симметричный дифференциал с электронноуправляемым механизмом блокировки 6 передается суммарный крутящий момент на ротор трехфазного синхронного генератора 7. По сигналу от системы управления 4 осуществляется поддержание синхронной скорости вращения вала двигателя Стирлинга 9. В этом режиме генерация электрической энергии происходит от
двух двигателей и количество топлива, подаваемого в дизельный двигатель 1, снижается. При этом за счет большего по сравнению с паровым двигателем коэффициенте полезного действия двигателя Стирлинга улучшается его эффективность работы.
Таким образом, за счет использования тепла отработавших газов дизельного двигателя для привода двигателя Стирлинга, приводящего совместно с дизельным двигателем, во вращение синхронный генератор, повышается коэффициент полезного действия электроагрегата, уменьшается расход топлива и увеличивается время автономной работы электроагрегата от одной заправки топливом.