НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК

Полезная модель относится к реостатным нагрузочным устройствам, предназначенным для испытания дизель-генераторных установок (ДГУ) в стационарных условиях после проведения текущих, средних или капитальных ремонтов.
Наиболее близкими для данной полезной модели является нагрузочное устройство, которое используется в настоящее время для испытания тепловозных ДГУ [1]. Оно выполнено в виде «сухого» реостата состоящего из ряда ленточных фехралевых резисторов, соединенных по последовательно-параллельной схеме, и из системы принудительного охлаждения резисторов.
Известно нагрузочное устройство содержащее многофункциональный теплообменник, емкостный накопитель, блок управления и дожигатель выхлопных газов, который установлен параллельно сухому реостату и выполнен с комплектом керамических токопроводящих нагревательных элементов, которые соединены в электрическую цепь по схеме нагружения на минимальной нагрузке, емкостный накопитель подсоединен параллельно генератору и через блок управления соединен с дожигателем, выхлопная труба дизеля соединена со входом в дожигатель, а выход дожигателя соединен со входом в многофункциональный теплообменник [2].
Недостатки таких нагрузочных устройств заключаются в том, что система коммутации фехралевых и керамических сопротивлений осуществляет несколько фиксированных точек сопротивления нагружаемого устройства, что приводит к невозможности настройки ДГУ на промежуточных нагрузках. К тому же для переключения резисторов «сухого» реостата на другой вариант их последовательно-параллельного соединения необходимо сбросить нагрузку ДГУ, что ведет к лишним затратам времени при испытаниях. Также при некоторых вариантах последовательно-параллельного соединения фехралевых сопротивлений, часть их исключается из схемы, что приводит к перегрузке оставшихся резисторов при равной мощности ДГУ.
Известны нагрузочные устройства [3, 4], содержащие баллоны с водородом и кислородом, коммутатор, электролизер. Кроме, выше перечисленных недостатков, им характерна высокая сложность изготовления и обслуживания и, следовательно, большая стоимость реостата.
Задачей полезной модели является устранение ступенчатого изменения нагрузки "сухого" реостата.
Данная задача решается за счет того, что нагрузочное устройство для испытания транспортных дизель-генераторных установок, содержащее комплект фехралевых резисторов, отличающееся тем, что коммутация фехралевых резисторов осуществляется силовыми транзисторами управляемыми контроллером с широтной импульсной модуляцией. Для более эффективного охлаждения каждый силовой транзистор может размещаться в той же камере что и коммутируемый им фехралевый резистор. В качестве силовых транзисторов используются IGBT модули.
Такое нагрузочное устройство ДГУ (см. фиг.1) состоит из:
комплекта фехралевых резисторов 1, камеры 2 для крепления и охлаждения резисторов, электровентилятора 3, конусного патрубка 4, комплекта силовых транзисторов 5, контроллера ШИМ 6 и задатчика 7.
Испытание дизель-генераторной установки с использованием нагрузочного устройства в виде «сухого» реостата производится в следующем порядке. В начале, посредством гибких кабелей 8, 9 подключают потенциалы генератора ДГУ к клеммам 10, 11 «сухого» реостата (см. фиг.1). Включают электродвигатели вентиляторов 3. Далее запускают дизель, устанавливают необходимую частоту вращения коленчатого вала. С пульта управления задатчиком 6 устанавливают необходимый ток. С этого момента производится нагрузка ДГУ и отвод нагретого воздуха.
Для изменения тока нагрузки ДГУ меняется скважность сигналов на силовых транзисторах. Такое изменение производится задатчиком (потенциометром) с пульта управления посредством контроллера ШИМ. На чертеже (см. фиг.2) представлены сигналы с периодом Т и разной скважностью (длительность импульсов Ти1 и Ти2). Ток нагрузки ДГУ прямо пропорционально зависит от скважности ШИМ. Для исключения индуктивных выбросов напряжения при коммутации силовых транзисторов они открываются последовательно с временной задержкой t3.
Силовые транзисторы устанавливаются в той же камере с фехралевыми резисторами и охлаждаются потоком воздуха от вентиляторов. В качестве силовых транзисторов используются IGBT модули с рабочим напряжением 2000-2500 вольт и током 600-1000 ампер. Частота коммутации 1-5 кГц.
Применение предлагаемой полезной модели, выполненной в виде «сухого» реостата с коммутацией силовыми транзисторами, позволяет избавиться от ступенчатого изменения нагрузки ДГУ, что дает возможность настройки ДГУ на всех режимах и экономии времени при реостатных испытаниях.
1. Патент RU 66811 U1, МПК: G01M 15/00, опубликован. 27.09.2007.
2. Патент RU 95401 U1, МПК: G01M 15/00, опубликован. 27.06.2010.
3. Патент RU 96658 U1, МПК: G01M 15/00, опубликован. 10.08.2010.
4. Патент RU 117006 U1, МПК: G01M 15/00, опубликован. 25.11.2011.