АВТОНОМНЫЙ ДИЗЕЛЬ - ГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к автономным источникам электроэнергии и может быть использовано для регулировки скорости вращения приводного вала генератора.
Известна электромагнитная порошковая муфта, содержащая ведущую полу муфту, с установленной в ее расточке катушкой возбуждения и с заполненную ферромагнитным порошком полостью, в которой размешен ведомый ротор. Для повышения стабильности работы муфты за счет равномерного распределения ферромагнитного порошка в полости ведущей полумуфты независимо от режима работы она снабжена постоянным кольцевым магнитом, установленным внутри катушки, соосно с ней. Электромагнитная порошковая муфта содержит ведущую полумуфту, в которой выполнена полость, заполненная ферромагнитным порошком. В полости помешен ведомый элемент (ротор). В магпитопроводе ведущей полумуфты установлены катушки управления и постоянный магнит, выполненный в виде кольца. С ротором, соединен ведомый вал, установленный в шарикоподшипнике (авторское свидетельство №504021 от 1976).
Недостатком известной электромагнитной порошковой муфты является отсутствие возможности изменения скорости вращения выходного вала выше скорости входного вала.
Известен дизель-геператор (Комплект оборудования 15Р114 Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть 1. - МО, 1987. - с. 16-21)., содержащий блок управления агрегатом, дизель, трехфазный синхронный генератор, преобразователь переменного тока в постоянный и шины питания по постоянному и переменному току. 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.
Недостатками известного дизель-генератора являются увеличенный удельный расход топлива при снижении потребляемой электрической мощности, что приводит к избыточному расходу топлива и уменьшению времени автономной работы.
Задачей полезной модели является уменьшение удельного расхода топлива дизель-генератором при снижении потребляемой от него электрической мощности и обеспечении требуемой скорости вращения приводного вала синхронного генератора.
Технический результат достигается тем, что в автономный дизель-генератор, содержащий блок управления дизель-генератором, выход которого соединен с входом дизеля, выход которого соединен с входом трехфазного синхронного генератора, введена электромеханическая трансмиссия, вход которой соединен с выходным валом дизеля, а выход - с входным валом синхронного генератора, причем электромеханическая трансмиссия состоит из входного двухступенчатого редуктора и датчика скорости вала дизеля, входы которых соединены с выходным валом дизеля, выход датчика скорости вала дизеля соединен с входом блока управления дизель-генератором, выход которого соединен с входом дизеля и входами электромагнитных порошковых муфт, входы которых соединены с выходами входного двухступенчатого редуктора, а выходы, с входами выходного двухступенчатого редуктора, выход которого соединен с входом синхронного генератора, а также датчика скорости входного вала синхронного генератора, вход которого соединен с входом синхронного генератора, а выход с входом блока управления дизель-генератором и датчик потребляемой электрической мощности вход которого соединен с выходом синхронного генератора, а выход с входом блока управления дизель-генератором.
В предлагаемой полезной модели, представленной фигурой, выход дизеля 1, соединен с входом датчика скорости вала дизеля 2, выход которого соединен с входом блока управления дизель-генератором 3, выход которого соединен с входом дизеля 1 и входами электромагнитных порошковых муфт 4 и 5, входы которых соединены с выходами входного двухступенчатого редуктора 6 вход которого соединен с выходным валом дизеля 1, а выходы, с входами выходного двухступенчатого редуктора 7, выход которого соединен с входом синхронного генератора 8, а также датчика скорости входного вала синхронного генератора 9, вход которого соединен с входом синхронного генератора 8, а выход с входом блока управления дизель-генератором 3 и датчик потребляемой электрической мощности 10 вход которого соединен с выходом синхронного генератора 8, а выход с входом блока управления дизель-генератором 3.
Автономный дизель-генератор работает следующим образом. С блока управления дизель-генератором 3 подается сигнал на запуск дизеля 1, который приводит во вращение входной двухступенчатый редуктор 6, который приводит во вращение входные валы электромагнитных порошковых муфт 4 и 5 таким образом, что скорость входного вала электромагнитной порошковой муфты 4 равна скорости на входе входного двухступенчатого редуктора 6, а скорость входного вала электромагнитной порошковой муфты 5 равна удвоенной скорости на входе входного двухступенчатого редуктора 6 причем, входы и выходы электромагнитных порошковых муфт 4 и 5 не соединены механически друг с другом и соответственно не приводят во вращение выходной двухступенчатый редуктор 7. Как только скорость вала на входе входного двухступенчатого редуктора 6 достигнет требуемой номинальной скорости вращения, сигнал с выхода датчика скорости вала дизеля 2 поступает на вход блока управления дизель-генератором 3 и с его выхода подается сигнал на включение электромагнитной порошковой муфты 4, которая включается и через свой выход приводит к вращению выходной двухступенчатый редуктор 7, который приводит во вращение синхронный генератор 8, причем сигнал о скорости вращения вала синхронного генератора поступает с выхода датчика скорости входного вала синхронного генератора 9 на вход блока управления дизель-генератором 3, и если скорость вращения входного вала синхронного генератора 8 выше требуемой, то блок управления дизель-генератором 3 изменяет сигнал управления, который подается с его выхода на вход электромагнитной порошковой муфты 4 таким образом, чтобы стабилизировать скорость вращения вала синхронного генератора 8. При достижении требуемой скорости на входе синхронного генератора 8, с его выхода сигнал о потребляемой электрической мощности подается на вход датчика потребляемой электрической мощности 10, с выхода которого сигнал поступает на вход блока управления дизель-генератором 3. Если потребляемая электрическая мощность меньше номинальной мощности синхронного генератора 8, то блок управления дизель-генератором 3 формирует сигнал на включение электромагнитной порошковой муфты 5, таким образом, чтобы за счет скольжения между входным и выходным валами электромагнитной порошковой муфты 5, на выходе выходного двухступенчатого редуктора 7 скорость была равна синхронной скорости вала генератора. Далее блок управления дизель-генератором 3 формирует сигнал об уменьшении скорости вращения вала дизеля 1 и подает его на вход дизеля 1, а также формирует сигнал об отключении электромагнитной порошковой муфты 4 и подает его на вход электромагнитной порошковой муфты 4, после чего переходит в режим стабилизации скорости вращения приводного вала синхронного генератора 8 с помощью управления скоростью вращения выходного вала электромагнитной порошковой муфты 5, причем скольжение выходного вала электромагнитной порошковой муфты 5 имеет по сравнению со скольжением вала электромагнитной порошковой муфты 4 меньше, что приводит к уменьшению потерь мощности на скольжение.
Таким образом, за счет снижения скорости вращения вала дизеля 1 при уменьшении потребляемой электрической мощности от дизель-генератора, происходит снижение удельного расхода топлива, что приводит к увеличению длительности автономной работы дизель-генератора при этом скорость вращения синхронного генератора 8 за счет применения электромеханической управляемой трансмиссии на основе электромагнитных порошковых муфт 4 и 5 поддерживается синхронной, тем самым обеспечивается поддержание требуемой частоты выходного напряжения.