Параллельная работа дизель-генераторных установок постоянной и переменной частоты вращения Текст научной статьи по специальности «Машиностроение». Дизель генератор переменной частоты вращениягенверторНа фото начальная модель Генвертора GV4 Basic. В одном корпусе дизельный двигатель и альтернатор на постоянных магнитах (слева), а также блок преобразования ( инвертор) , зарядное устройство для стартового аккумулятора, блок управления и радиатор охлаждения ( справа) «Все течет, все меняется» — это поняли еще во времена Гераклита.Тридцать лет назад инженеры мечтали о телевизорах, которые можно повесить на стену, как картину,о компактном компьютере весом меньше тонны, о возможности мгновенно получать информацию из любой точки земного шара. Просматривая новости по 3D-LCD-монитору или каждый день получая по Интернету почту прямо на персональный планшет, мы идем вместе с прогрессом. Не стоит он на месте и в такой, казалось бы,не очень заметной области, как судовые генераторы.Все хорошо знакомы со стандартными дизель-генераторами различной мощности, которые имеют две основные частоты вращения: 1500 и 3000 об/мин.Постоянство оборотов объясняется тем, что именно скорость вращения двигателя, приводящего генератор переменного тока, определяет его рабочую частоту —в нашем случае 50 Гц, то есть такое же, как в бытовой 230-вольтовой сети. Таким образом, двигатель вынужден постоянно работать на этих фиксированных (и довольно высоких)оборотах в первую очередь для поддержания постоянства этого показателя. И, что самое обидное, — совершенно независимо от количества потребителей и величины нагрузки. Выходит, что при малом количестве или же полном отсутствии потребителей электроэнергии мы тратим топливо только на то, чтобы поддерживать эти сакраментальные 1500 или 3000 об/мин и, соответственно,50 Гц. И это лишь одна из сторон проблемы.Постоянно работающий на высоких оборотах агрегат еще и надоедливо шумит, что в ограниченном пространстве катера или яхты неприятно вдвойне. Порой, чтобы шум и вибрация не мешали единению с природой, генератор предпочитают попросту выключить — даже тогда, когда он действительно нужен.Не стоит списывать со счетов и моторесурс устройства: постоянные высокие обороты вызывают повышенный износ двигателя, а при отсутствии нагрузки провоцируют ускоренное закоксовывание выхлопной системы. Однако, как упоминалось, технический прогресс не стоит на месте. Cовременные разработки в области мехатроники позволили обойти «правило постоянных оборотов» при производстве переменного тока, а технические словари обогатились новым термином «генвертор», объединяющим давно знакомые слова «генератор» и «инвертор».Новое поколение генераторов-генверторов отличается тем, что не имеет фиксированной частоты вращения. При малой нагрузке мотор работает практически на холостых оборотах (около 1200 об/мин). Экономится топливо, моторесурс двигателя, шум сведен к минимуму. С увеличением числа потребителей и нагрузки автоматически повышается и скорость вращения — до 3600 об/мин, увеличивая производимый ток. Но «плавающие» обороты заставляют «плавать» и характеристики выдаваемого генератором трехфазного тока — прежде всего напряжение (которое в зависимости от частоты вращения двигателя составляет от 80 до 300 В) и частоту (от 300 до 500 Гц).
На фото модели генвертеров с внешним блоком преобразования (инвертором) Как получить в этих условиях требуемые нам незыблемые 230 В и 50 Гц? Решает это непростую задачу «умный» блок преобразования PMG, на выходе которого всегда необходимые стабильные показатели с идеальной синусоидой. Вот его-то разработчики и называют в данном случае инвертором, только, в отличие от привычных инверторов, преобразующих постоянный ток в переменный, на входе у него тоже переменный ток, который можно условно назвать «грязным». Основным потребителем переменного тока высокого напряжения на катерах и яхтах являются системы кондиционирования. Предположим, 230 В вам на борту вообще не требуется — гораздо важнее обеспечить работоспособность бортовой сети напряжением 12/24 В и получить возможность в любой момент подзарядить аккумуляторы. В этом случае к генератору вместо PMG подключается другой модуль — DC Power Cube. Это тоже в некотором роде инвертор, только преобразующий «грязный» трехфазный ток от генератора в постоянный, причем силой до 300 ампер! У этого устройства есть свои полезные бонусы. Первый из них может пригодиться и при выключенном генераторе. Опыт показывает,что «грязным» (прежде всего, из-за сильных скачков напряжения) может оказаться и береговое питание, которому все привыкли доверять на все сто. Подключив береговой кабель к судовой сети через DC Power Cube, имеющий для этого специальный вход, можно не беспокоиться за сохранность современных электронных устройств, порой крайне чувствительных к качеству электропитания.Плюс к этому преобразователь обладает всем набором функций «умного» зарядного устройства, обеспечивая трехступенчатую зарядку АКБ всех типов с автоматическим контролем за процессом. Все необходимые настройки можно задать и вручную, например,активировать функцию автоматического запуска генвертора в случае разряда батарей.
На фото более продвинутая система из двухцилиндрового генвертора, блока преобразования-мощного зарядного устройства 24 В/ 150 А и синусоидального инвертора на 7 кВт Схема GV8 AC+DC power cube Ну и, конечно, возможны гибридные схемы: генвертор с переменным током на выходе плюс обычное зарядное устройство или же обычный инвертор, подключенный к выходу DC Power Cube (в последнем случае, правда, КПД преобразования несколько ниже). Эти передовые технологии буквально взорвали рынок. На сегодняшний день выпускаются генверторы на базе дизельных двигателей с одним, двумя или тремя цилиндрами и генератором на постоянных магнитах. Кстати, схема с постоянными магнитами позволила кардинально уменьшить общий вес и габариты устройств, которые у генверторов примерно на треть меньше, чем у традиционных дизель-генераторов. Помимо размеров и мощности, основное отличие между этими устройствами в том, что младшие модели обычно выполняются в виде моноблока (преобразователь установлен внутри общего кожуха). В случае с более крупными и мощными моделями преобразователи PMG и DC Power Cube выносят наружу, что позволяет установить их в любом удобном месте — как с точки зрения рационального использования свободного пространства в лодке, так и наиболее выгодной развесовки корпуса, влияющей на крен и дифферент. Все течет, все меняется! whisper-power.ru Дизель-генераторная электростанция с переменной частотой вращения валаТранскрипт1 УДК.34 Дизель-генераторная электростанция с переменной частотой вращения вала Хватов О.С., д-р техн. наук, Дарьенков А.Б., канд. техн. наук, Тарасов И.М., асп. Приведено описание структурных схем дизельной электростанции с переменной частотой вращения вала на базе синхронного генератора. Показано, что экономичная работа дизельной электростанции возможна только при переменной частоте вращения вала. Ключевые слова: электростанция, дизель-генератор, синхронный генератор, преобразователь частоты. Diesel-generator Power Plant with Shaft Frequency Rotation O.S. Khvatov, Doctor of Engineering, A.B. Daryenkov, Candidate of Engineering, I.M. Tarasov, Post Graduate Student The article proves that efficient performance of diesel engine power plant is possible only at variable shaft frequency rotation. The authors describe a structure chart of diesel engine power plant at variable shaft frequency rotation based on synchronous generator. Key words: power plant, diesel-generator, synchronous generator, frequency converter. Значительная часть территории России, имеющая малую плотность населения, не присоединена к централизованным электроэнергетическим системам. К таким территориям относится Дальний Восток, северные территории и некоторые другие регионы. Численность населения, проживающего на этих территориях, составляет около 0 млн человек. Оно получает электроэнергию от автономных дизельгенераторных установок (Д-Г) небольшой мощности, ветроэнергетических установок, малых ГЭС и некоторых других возобновляемых источников энергии []. Из приведенных систем наибольшее распространение в изолированных электроэнергетических системах получили Д-Г. Они, обладая высокой надежностью, достаточно большим моторесурсом и долговечностью, не заменимы в качестве автономных источников основного и резервного электроснабжения. Однако топливо, необходимое для работы Д-Г, завозится из удаленных центров водным, автомобильным транспортом, а иногда даже вертолетами, что делает его доставку очень дорогой. Кроме этого, доставка топлива в удаленные районы зачастую зависит от погодных условий, от времени года, поэтому не всегда возможна. Для обеспечения вышеназванных районов электроэнергией используется около 50 тыс. Д-Г суммарной мощностью 7 млн квт с выработкой электроэнергии около 50 млрд квтч в год. Расход топлива этими электростанциями составляет около млн т у.т. []. Необходимо отметить, что системы Д-Г также широко применяются для построения основных и аварийных электростанциий судов. Системы Д-Г строятся, как правило, на базе генераторов переменного тока. В качестве преобразователя механической энергии в электрическую в них обычно применяется синхронный генератор (СГ). Подавляющее большинство существующих Д-Г работают с постоянной (номинальной) частотой вращения вала во всем диапазоне изменения нагрузки. В таких Д-Г стабилизация частоты переменного напряжения статора СГ обеспечивается стабилизацией частоты вращения вала дизеля, а стабилизация амплитуды напряжения статора СГ изменением тока в обмотке возбуждения [3]. При постоянной частоте вращения основные показатели дизеля (расход топлива, эффективный и механический КПД и др.) можно оценивать в зависимости от одного из показателей, отражающих нагрузку на его валу. Таким показателем может быть эффективная мощность N e (рис.) [4,5]. Анализ нагрузочной характеристики дизеля (рис. ) показывает, что кривая расхода топлива g e имеет выраженный минимум при частичной загрузке двигателя. Следовательно, дизель, работая при постоянной частоте вращения, но при переменной нагрузке, как это обычно бывает, в основном работает с неоптимальным расходом топлива (с неоптимальным КПД). Для выбора экономичного режима работы дизеля, работающего при изменяющейся нагрузке, удобно использовать его многопараметровую характеристику. Многопараметровая хаg e Рис.. Нагрузочная характеристика дизеля (n = const) N e 2 рактеристика дизеля строится в системе, в которой координатами служат два основных показателя его работы при различных значениях третьего, используемого в качестве параметра и остающегося постоянным для каждой из нанесенных кривых [4]. На многопараметровой характеристике, представленной на рис., штрихпунктирной линией показана зависимость эффективного давления p e и эффективной мощности N e от частоты вращения вала дизеля при наименьшем удельном расходе топлива g e. p e Рис.. Многопараметровая характеристика дизеля Анализ полученных зависимостей (рис. ) показывает, что при изменяющейся нагрузке для обеспечения экономичного режима работы дизеля необходима его работа при переменной частоте вращения. При этом приводимый во вращение дизелем СГ будет вырабатывать напряжение, частота которого будет меняться и, как правило, будет ниже номинального значения. Это требует совершенно нового подхода к построению системы Д-Г, который должен обеспечивать стабилизацию выходных напряжения и частоты СГ с помощью преобразователя частоты (ПЧ). Разработки систем Д-Г переменной частоты вращения являются весьма перспективными. Работы в этом направлении лежат в рамках программ энергосбережения, особо актуальных в настоящее время. В России данной проблематикой занимаются ОАО «Звезда» (г. Санкт- Петербург), ЗАО «НПЦ малой энергетики» (г. Москва), ЗАО «Сигна» (г. Ковров, Владимирская область), Волжская государственная академия инженеров водного транспорта и Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (г. Н. Новгород), за рубежом фирма «Сименс» и др. Существующие системы Д-Г переменной частоты вращения строятся по схеме, представленной на рис. 3 [,, 7]. В таких системах (рис. 3) g e N e n экономия топлива может достигать 0 % []. Частота напряжения на выходных выводах установки стабилизируется на заданном уровне посредством ПЧ 5, состоящего из выпрямителя 3 и автономного инвертора напряжения 4. Стабилизация амплитуды напряжения статора СГ, соединенного с валом дизеля, выполняется путем воздействия системы управления 7 на величину тока обмотки возбуждения СГ, что, на наш взгляд, является недостатком таких систем (рис. 3). Известно, что напряжение статора генератора переменного тока пропорционально частоте вращения его вала. С точки зрения топливной экономичности при изменении мощности нагрузки частоту вращения вала дизеля следует менять в широких пределах, при этом минимальная частота вращения вала может в несколько раз отличаться от номинальной частоты []. Следовательно, и амплитуда напряжения СГ будет меняться в широком диапазоне, и ее минимальное значение будет в несколько раз меньше номинального значения. При этом способ стабилизации амплитуды напряжения статора СГ, основанный на воздействии на ток обмотки возбуждения, не обеспечит поддержания его на уровне номинального значения Рис. 3. Функциональная схема Д-Г переменной частоты вращения: дизель; СГ; 3 выпрямитель; 4 инвертор напряжения; 5 ПЧ; выходные выводы; 7 система управления Нами предлагается вариант построения системы Д-Г переменной частоты вращения на базе ПЧ со звеном постоянного напряжения с выходным повышающим трансформатором (рис. 4) [0]. Устройство работает следующим образом. Блок 3 формирования оптимальной частоты вращения вала дизеля получает сигнал с блока вычисления мощности нагрузки, который соединен с выходами датчика напряжения и датчика тока 7, измеряющими соответственно напряжение и ток на выходе инвертора 5. 5 3 Рис. 4. Функциональная схема системы Д-Г переменной частоты вращения с выходным повышающим трансформатором: дизель; СГ; 3 управляемый выпрямитель; 4 конденсаторная батарея; 5 инвертор напряжения; ПЧ; 7 датчик тока; 8 повышающий трансформатор; 9 выходные выводы; 0 регулятор частоты вращения вала дизеля; датчик частоты вращения вала дизеля;, 9 сумматоры; 3 блок формирования оптимальной частоты вращения вала дизеля; 4 блок задания экономичной частоты вращения вала дизеля; 5 блок возбуждения СГ; выводы подключения питания блока возбуждения СГ; 7 блок стабилизации напряжения; 8 задатчик напряжения; 0 регулятор напряжения; датчик напряжения; блок вычисления мощности нагрузки; 3 задатчик частоты выходного напряжения В зависимости от значения мощности нагрузки, блок 4 задания экономичной частоты вращения вала дизеля, в программу работы которого заложены оптимальные зависимости частоты вращения дизеля от мощности нагрузки, соответствующие минимальному расходу топлива, задает оптимальную частоту вращения вала дизеля. С помощью сумматора сигналов вычисляется разность сигнала задания оптимальной частоты вращения вала дизеля от блока 4 и сигнала датчика частоты вращения вала дизеля. Сигнал от сумматора поступает на вход регулятора 0 частоты вращения вала дизеля, который поддерживает частоту вращения вала дизеля на уровне, заданном блоком 4. Таким образом, при изменении мощности нагрузки на выходных выводах 9, а значит, и на валу дизеля, частота вращения вала дизеля будет поддерживаться оптимальной с точки зрения минимального потребления топлива. Поскольку частота вращения вала дизеля будет изменяться в зависимости от мощности нагрузки, то амплитуда и частота переменного напряжения СГ будут также изменяться в зависимости от мощности нагрузки. Стабилизация амплитуды переменного напряжения на выходных выводах 9 на уровне номинального значения для СГ осуществляется следующим образом. Управляемый выпрямитель 3 преобразует переменное напряжение статора СГ в постоянное напряжение заданной величины. Стабилизация выходного напряжения управляемого выпрямителя 3 на заданном уровне осуществляется с помощью блока 7 стабилизации напряжения, в состав которого входит блок регулятора напряжения 0, вход которого подключен к сумматору сигналов 9, на входы которого поступают сигналы с задатчика напряжения 8 и с датчика напряжения. Для сглаживания выходного напряжения управляемого выпрямителя 3 на его выходе включена конденсаторная батарея 4, которая необходима также для работы инвертора напряжения 5. Выходное напряжение управляемого выпрямителя 3 преобразуется с помощью инвертора 5 в переменное напряжение синусоидальной формы, амплитуда которого равна постоянному напряжению на выходе управляемого выпрямителя 3. При изменении мощности нагрузки от нуля до номинального значения частота вращения вала дизеля, а следовательно, и амплитуда напряжения СГ будут меняться в широком диапазоне. При этом выходное напряжение управляемого выпрямителя 3, а значит, и амплитуда переменного напряжения на выходных выводах 9 будут меняться в широком диапазоне и будут меньше номинального значения напряжения статора СГ. Для повышения выходного напряжения на выходных выводах 9 до уровня номинального напряжения СГ на вы- 4 ходе ПЧ включен повышающий трансформатор 8. Задавая с помощью блока задатчика напряжения 8 величину выходного напряжения управляемого выпрямителя 3 равной отношению амплитуды номинального напряжения статора СГ к коэффициенту трансформации повышающего трансформатора 8, на выходных выводах 9 получим переменное трехфазное напряжение, амплитуда которого равна номинальному значению для СГ. Блок 5 возбуждения СГ, получающий питание через выводы подключения питания, формирует ток в обмотке возбуждения СГ с учетом сигнала от блока 4 задания экономичной частоты вращения вала дизеля и от датчика напряжения. Таким образом, при изменении частоты вращения вала дизеля на выходных выводах 9 поддерживается амплитуда переменного трехфазного напряжения на уровне номинального значения для статора СГ. Частота выходного трехфазного напряжения на выходных выводах 9 при изменении частоты вращения вала дизеля поддерживается неизменной с помощью инвертора 5 на уровне, задаваемом блоком задатчика частоты 3 выходного напряжения. Построение Д-Г электростанции по схеме, представленной на рис. 4, позволит повысить экономию топлива, по сравнению с реализацией Д-Г электростанции по схеме рис. 3. Конденсаторная батарея 4, входящая в состав ПЧ, является накопителем энергии и компенсирует пики и провалы энергии в динамических режимах. С другой стороны, наличие в схеме конденсаторной батареи 4 является существенным недостатком. Батарея конденсаторов является довольно дорогостоящим и одним из самых ненадежных элементов двухзвенных ПЧ. Конденсаторы занимают от 30 до 50 % общего объема инвертора, более того, наличие конденсаторов сужает диапазон рабочих температур. Электролитические конденсаторы имеют более ограниченный срок службы, чем остальные элементы двухзвенного ПЧ. Кроме того, в ПЧ со звеном постоянного напряжения происходит двукратное преобразование энергии, которое не только увеличивает потери энергии, но и ухудшает массогабаритные показатели преобразователя. В последние годы наметилась тенденция к созданию более совершенных топологий ПЧ переменного тока. К таким топологиям, в первую очередь, относятся матричные структуры [8]. Матричный непосредственный ПЧ (МПЧ) по схеме, представленной на рис.5, впервые был предложен в 980 г. [9]. Преобразователь данного типа представляет собой матрицу из девяти ключей переменного тока 9 (рис. 5), которые могут коммутировать любую фазу питающей сети 0 к любой фазе нагрузки Рис. 5. МПЧ трехфазного напряжения в трехфазное: 9 ключи переменного тока; 0 входные выводы питающей сети; выходные выводы для подключения нагрузки Каждый ключ 9 состоит из двух встречнопараллельно включенных IGBT-транзисторов. Ключи МПЧ управляются по принципу ШИМ и позволяют обеспечить возможность получения на выходе преобразователя частот теоретически неограниченного диапазона, как и у двухзвенного ПЧ. МПЧ, по сравнению с двухзвенными ПЧ, обладают рядом преимуществ, такими как более высокий КПД, благодаря однократному преобразованию электрической энергии; возможность формирования входного тока, близкого к синусоидальному с коэффициентом сдвига, равным единице; отсутствие в силовой схеме конденсаторов большой емкости, благодаря чему расширяется рабочий диапазон температур и увеличивается срок службы. К недостаткам МПЧ можно отнести существенно более сложные, по сравнению с двухзвенными ПЧ, алгоритмы управления, что препятствует широкому производству и применению преобразователей данного типа [8]. Один из немногих производителей МПЧ компания FUJI Electric, которая в 00 г. одной из первых в мире выпустила в серийное производство МПЧ серии FRENIC MX [0]. Замена ПЧ в Д-Г переменной частоты вращения вала (рис. 4) на МПЧ позволит повысить КПД всей установки в целом, ее надежность, а также снизить массогабаритные показатели установки [0]. 5 Заключение Работа системы Д-Г с переменной частотой вращения вала обеспечит существенную экономию дорогостоящих топливных ресурсов. ПЧ в таких системах могут строиться как по схеме двухзвенного ПЧ, так и по схеме МПЧ. Двухзвенный ПЧ содержит конденсаторную батарею, которая компенсирует пики и провалы напряжения в динамических режимах, но снижает надежность работы установки. МПЧ, по сравнению с двухзвенным ПЧ, характеризуется отсутствием конденсаторной батареи, более высоким КПД, но и более сложными алгоритмами управления. Список литературы. Хватов О.С. Управляемые генераторные комплексы на основе машины двойного питания / НГТУ. Н.Новгород, Алешков О.А. Повышение топливной экономичности первичного дизеля в составе многофункционального энерготехнологического комплекса оптимизацией скоростного режима: Автореф. дис... канд. техн. наук. Барнаул, Мещанинов П.А. Автоматизация судовых электроэнергетических систем. Л.: Судостроение, Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, Михайлов В.А. Автоматизированные электроэнергетические системы судов. Л.: Судостроение, Парников Н.М. Повышение энергетической эффективности комплексов децентрализованного электроснабжения на примере Республики Саха (Якутия): Автореф. дис канд. техн. наук. Томск, Патент РФ 3487 на полезную модель. МПК H0J 3/4. Автономный источник электропитания стабильной частоты (варианты), Дарьенков А.Б., Хватов О.С., Мирясов Г.М. Современные тенденции в построении силовых преобразователей переменного напряжения / Тр. Нижегородского государственного технического университета. Т. 77. Н. Новгород, 009. С Bose B.K. odern Power Electronics and AC Drives. Prentice Hall Ptr, Преобразователи частоты FUJI Electric: опыт лидера. e.ru/progressfuji.htm.. Дарьенков А.Б., Хватов О.С. Автономная высокоэффективная электрогенерирующая станция / Тр. Нижегородского государственного технического университета. Т. 77. Н. Новгород, 009. С Хватов Олег Станиславович, Волжская государственная академия инженеров водного транспорта, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой электротехники и электрооборудования объектов водного транспорта, телефон (83) , e mail: nnov.ru Дарьенков Андрей Борисович, Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, кандидат технических наук, доцент кафедры электрооборудования судов, телефон (83) , адрес: г. Нижний Новгород, ул. Минина, д.4, ауд. 4, деканат ФАЭ, e mail: Тарасов Иван Михайлович, Волжская государственная академия инженеров водного транспорта, аспирант, e mail: nnov.ru 3 docplayer.ru Генераторы с переменной частотой вращения, не фиксированные об/мин Параметры: M-GV 12 Basic marine 3 Cyl. 15kVA / 12 kW 230V- 50HZ ungrounded Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 1 365 165 руб  Параметры: M-SC 8P 230V / 50Hz Marine GRP ungrounded Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 1 135 470 руб Параметры: W-GV10 GENVERTER BASIC K 230V / 50Hz Mobile Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 1 035 792 руб Параметры: M-GV 7i ungrounded 230V / 3.8kVA + 3.5kVA 24V Power Centre, мокрый выхлоп Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 888 441 руб Параметры: M-GV 7i ungrounded 230V / 3.8kVA + 2.0kVA 12V Power Centre Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 866 338 руб Параметры: W-GV 4 Basic 230V / 3.8kVA - PM Technology,сухой выхлоп Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 513 562 руб Параметры: W-GV 4 Basic 230V / 3.8kVA - PM Technology,сухой выхлоп Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 458 522 руб Параметры: M-GV 4 Piccolo MARINE,ungrounded мокрый выхлоп Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 513 099 руб Параметры: M-GV 8 marine ungrounded 8 кВА / 6 кВт (230В/50Гц) Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 1 039 461 руб Параметры: M-GV 4 Piccolo MARINE, мокрый выхлоп Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 461 319 руб Параметры: M-GV 4 Piccolo MARINE,ungrounded мокрый выхлоп Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 481 432 руб Параметры: W-GV 3 Genverter MOBILE (Kubota 3-cylinder) + DC power cube 24V-300A Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 940 611 руб Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 952 593 руб Параметры: W-GV 2 Genverter MOBILE (Kubota 2-cylinder) + DC power cube Цену с установкой уточнитеу менеджераЦена продажи: 851 257 руб www.tx52.ru Параллельная работа дизель-генераторных установок постоянной и переменной частоты вращения Текст научной статьи по специальности «Машиностроение»СУДОВЫЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ DOI: 10.24143/2073-1574-2018-1-93-99 УДК 621.313.3 О. С. Хватов, Е. М. Бурда, И. А. Тарпанов, А. Б. Дарьенков, Д. С. Кобяков ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК ПОСТОЯННОЙ И ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ В контексте разработки концепции новых пассажирских судов с колесно-движительным рулевым комплексом в качестве одного из вариантов энергетической установки рассмотрена судовая единая электростанция с общим звеном постоянного тока и дизель-генератором переменной частоты вращения. Отмечается, что работа дизель-генераторной установки при постоянной (номинальной) частоте вращения, но переменной нагрузке характеризуется неоптимальным (завышенным) удельным расходом топлива. В то же время принудительное регулирование частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, в соответствии с величиной электрической нагрузки генератора, позволяет обеспечивать энергоэффективный режим генерирования электроэнергии. Одним из способов повышения энергетических показателей судовой единой электростанции может быть перевод одного из параллельно работающих дизель-генераторов в режим переменной частоты вращения. При этом нагрузка между параллельно работающими дизель-генераторами распределяется пропорционально их частотам вращения независимо от индивидуальной загрузки гребных электродвигателей. Для стабилизации напряжения дизель-генератора, работающего в режиме переменной частоты вращения, используется силовой полупроводниковый преобразователь. Представлены функциональная схема и математическая имитационная модель судовой единой электростанции, графики переходных процессов при изменении нагрузки в канале электродвижения судна. Ключевые слова: электростанция, электродвижение, звено постоянного тока, дизель-генератор переменной частоты вращения. Состояние проблемы В настоящее время в судостроении все больше внимания уделяется гребным электрическим установкам (ГЭУ), которые имеют ряд преимуществ перед установками с непосредственной передачей мощности от тепловых двигателей на винт: повышенные маневренные качества, надежность и живучесть судна, возможность отбора мощности от ГЭУ для вспомогательных нужд. В Волжском государственном университете водного транспорта разрабатывается концепция новых пассажирских судов с использованием ГЭУ с колесно-движительным рулевым комплексом. Суда планируется использовать на реках, где в настоящее время судоходство ограничено небольшими глубинами, например на Оке. Опираясь на опыт эксплуатации судов проекта ПКС-40, одним из вариантов энергетической установки судна выбрано использование единой электростанции, содержащей два дизель-генератора (ДГ1, ДГ2) и являющейся общей для питания как ГЭУ, так и общесудовых потребителей. В качестве движителей рассматриваются гребные колеса диаметром 4,5-6 м, электродвигатели которых питаются от преобразователей частоты (ПЧ). Эксплуатация судов проекта ПКС-40 показала их высокую экономичность и маневренность, однако были выявлены и существенные недостатки: - неравномерное и быстроизменяющееся распределение мощности между гребными электродвигателями при активном маневрировании; - сложность включения генераторов на параллельную работу и распределения между ними активной мощности, связанная с наличием высших гармонических в сети при работе ПЧ. Практика показывает, что один из ДГ может быть загружен на 150-170 % от номинальной мощности, а другой существенно недогружен. Для ПЧ и электрических двигателей данные перегрузки являются допустимыми. Однако перегрузка генераторов может составлять не более 110-115 % от их номинальной мощности. Решение данной проблемы заключается в реализации так называемой псевдопараллельной работы генераторов, когда ПЧ каналов электродвижения соединены на стороне постоянного тока. Такое решение было предложено авторами статьи в [1]. Научно обосновано и подтверждено экспериментально, что работа дизель-генераторной установки при постоянной (номинальной) частоте вращения, но переменной нагрузке характеризуется неоптимальным (завышенным) удельным расходом топлива. В то же время принудительное регулирование частоты вращения ДВС в соответствии с величиной электрической нагрузки генератора позволяет обеспечивать энергоэффективный режим генерирования электроэнергии [2-5]. Задачи, методы и результаты исследования С целью повышения энергетических показателей судовой единой электростанции (СЭС) нами предложен вариант ее структуры, когда один из параллельно работающих ДГ переводится в режим переменной частоты вращения (рис. 1). Рис. 1. Функциональная схема судовой единой электростанции с общим звеном постоянного тока и дизель-генератором переменной частоты вращения Принцип работы схемы заключается в принудительном регулировании частоты вращения ДВС2 при снижении нагрузки в канале электродвижения судна. Цель данного регулирования обусловлена поддержанием высоких энергетических показателей процесса генерирования электроэнергии за счет сохранения оптимального (близкого к номинальному) удельного расхода топлива ДВС. При этом нагрузка между параллельно работающими генераторами СГ1 и СГ2 будет распределяться пропорционально их частотам вращения и независимо от индивидуальной загрузки гребных электродвигателей АД1 и АД2. Для стабилизации напряжения СГ2, работающего в режиме переменной частоты вращения, используется повышающий трансформатор ТУ и широтно-импульсный преобразователь, реализованный на транзисторе Т3. Преобразователи обоих ДГ соединены на стороне постоянного тока. Регулятор нагрузки Рнаг воздействует на систему возбуждения СГ1, изменяя величину напряжения на его статоре. Согласно структурной схеме (рис. 1) нами разработана математическая имитационная модель (рис. 2). о Рис. 2. Структурная схема математической модели единой судовой электростанции с общим звеном постоянного тока и дизель-генератором переменной частоты вращения Результаты имитационного моделирования динамических режимов при снижении нагрузки в канале электродвижения судна на 20 % представлены на рис. 3-6. Рис. 3. Зависимость частоты вращения ГЭУ при снижении нагрузки Графики зависимости частоты вращения ГЭУ и частот вращения ДГ1 и ДГ2 представлены на рис. 3 и рис. 4 соответственно. п, об/мин Рис. 4. Зависимости частоты вращения ДГ1 (1) и ДГ2 (2) при снижении нагрузки в канале электродвижения При снижении на 20-й секунде нагрузки на гребные электродвигатели система регулирования снижает частоту вращения ДГ2 до 80 % от номинальной, при этом регулятор нагрузки Рнаг увеличивает напряжение на выходе СГ1, а распределение нагрузки между ДГ1 и ДГ2 происходит пропорционально их частотам вращения и независимо от величин нагрузок на гребные электродвигатели. На рис. 5 представлены графики зависимости напряжений на выходе выпрямителя НВ1 (иНш) и ШИП-преобразователя (Цщд). и* t, c Рис. 5. Зависимости иНВ1 и ишип при снижении нагрузки в канале электродвижения Графики зависимости изменения токовой загрузки генераторов СГ1 и СГ2 приведены на рис. 6. I* 09 м о; ос 0е, 0« с Рис. 6. Зависимости !СпИ !СГ2 при снижении нагрузки в канале электродвижения Таким образом, разработанная математическая имитационная модель единой судовой электростанции позволяет проводить анализ переходных процессов при параллельной работе двух дизель-генераторов, один из которых имеет переменную частоту вращения. Заключение Предложена структура системы параллельной работы дизель-генераторных агрегатов в составе электростанции судна с электродвижением. С целью повышения энергетических показателей СЭС обоснована целесообразность перевода одного из ДГ агрегатов в режим переменной частоты вращения. Разработана математическая имитационная модель динамических режимов параллельной работы ДГ агрегатов постоянной и переменной частоты вращения. СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ 1. Бурда Е. М., Хватов О. С., Тарпанов И. А., Кшталтный Н. И. Вариант единой электростанции колесного судна с электродвижением // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Морская техника и технология. 2016. № 2. С. 102-108. 2. Хватов О. С., Дарьенков А. Б. Дизель-генераторная электростанция переменной скорости вращения // Электротехника. 2014. № 3. С. 28-32. 3. Хватов О. С., Дарьенков А. Б. Единая электростанция транспортного объекта с электродвижением на базе дизель-генераторной установки переменной частоты вращения // Электротехника. 2016. № 3. С. 35-40. 4. Хватов О. С., Дарьенков А. Б., Самоявчев И. С., Поляков И. С. Автономные генераторные установки на основе двигателей внутреннего сгорания переменной частоты вращения: моногр. Н. Новгород: Нижегор. гос. техн. ун-т им. Р. Е. Алексеева. 2016. 172 с. 5. Хватов О. С., Дарьенков А. Б., Самоявчев И. С. Топливная экономичность единой электростанции автономного объекта на базе двигателя внутреннего сгорания переменной скорости вращения // Эксплуатация морского транспорта. 2012. № 1 (71). С. 47-50. Статья поступила в редакцию 26.12.2017 ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Хватов Олег Станиславович — Россия, 603950, Нижний Новгород; Волжский государственный университет водного транспорта; д-р техн. наук, профессор; зав. кафедрой электротехники и электрооборудования объектов водного транспорта; [email protected]. Бурда Евгений Мордкович - Россия, 603950, Нижний Новгород; Волжский государственный университет водного транспорта; канд. техн. наук, доцент; доцент кафедры электротехники и электрооборудования объектов водного транспорта; [email protected]. Тарпанов Илья Александрович - Россия, 603950, Нижний Новгород; Волжский государственный университет водного транспорта; канд. техн. наук, доцент; старший преподаватель кафедры электротехники и электрооборудования объектов водного транспорта; [email protected]. Дарьенков Андрей Борисович - Россия, 603950, Нижний Новгород; Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева; канд. техн. наук, доцент; зав. кафедрой электрооборудования, электропривода и автоматики; [email protected]. Кобяков Дмитрий Сергеевич - Россия, 603950, Нижний Новгород; Волжский государственный университет водного транспорта; аспирант кафедры электротехники и электрооборудования объектов водного транспорта; [email protected]. O. S. Khvatov, E. M. Burda, I. A. Tarpanov, A. B. Dar'enkov, D. S. Kobyakov PARALLEL OPERATION OF DIESEL GENERATOR SETS OF CONSTANT AND VARIABLE SPEED Abstract. The paper focuses on the operation of the ship's single power station with a common link of direct current and a diesel generator of variable speed are considered. It is shown that the operation of a diesel generator set at a constant (nominal) rotational speed, but variable load is characterized by a nonoptimal (overrated) specific fuel consumption. At the same time, forced regulation of the internal combustion engine rotation speed in accordance with the electric load of the generator make it possible to provide energy-efficient mode of generating electricity. One way to improve the energy performance of the ship single power station is to convert one of the parallel operating diesel generators into a variable speed mode. In this case, the load between the parallel operating diesel generators is distributed in proportion to their rotation frequencies, regardless of the individual loading of the propulsion motors. To stabilize voltage of the diesel generators operating in the variable speed mode, a power semiconductor converter is used. Functional scheme and mathematical simulation model of the ship single power station, graphs of transient processes with load changes in the channel of electric propulsion system of the vessel are presented. Key words: power plant, electric propulsion system, DC link, variable speed diesel generator. REFERENCES 1. Burda E. M., Khvatov O. S., Tarpanov I. A., Kshtaltnyi N. I. Variant edinoi elektrostantsii kolesnogo sud-na s elektrodvizheniem [Variant of the integral power plant of wheeled vessel with electric propulsion system]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2016, no. 2, pp. 102-108. 2. Khvatov O. S., Dar'enkov A. B. Dizel'-generatornaia elektrostantsiia peremennoi skorosti vrashcheniia [Diesel-generator power plant of variable speed]. Elektrotekhnika, 2014, no. 3, pp. 28-32. 3. Khvatov O. S., Dar'enkov A. B. Edinaia elektrostantsiia transportnogo ob"ekta s elektrodvizheniem na ba-ze dizel'-generatornoi ustanovki peremennoi chastoty vrashcheniia [Integral power plant of a cargo ship with electric propulsion based on variable speed diesel generator]. Elektrotekhnika, 2016, no. 3, pp. 35-40. 4. Khvatov O. S., Dar'enkov A. B., Samoiavchev I. S., Poliakov I. S. Avtonomnye generatornye ustanovki na osnove dvigatelei vnutrennego sgoraniia peremennoi chastoty vrashcheniia: monografiia [Autonomous generator units based on variable speed internal combustion engines: monograpg]. Nizhniy Novgorod, Nizhegorodskii gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet im. R. E. Alekseeva, 2016. 172 p. 5. Khvatov O. S., Dar'enkov A. B., Samoiavchev I. S. Toplivnaia ekonomichnost' edinoi elektrostantsii avtonomnogo ob"ekta na baze dvigatelia vnutrennego sgoraniia peremennoi skorosti vrashcheniia [Fuel efficiency of the integral power plant on autonomous facility based on variable speed internal combustion engine]. Ek-spluatatsiia morskogo transporta, 2012, no. 1 (71), pp. 47-50. The article submitted to the editors 26.12.2017 INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Khvatov Oleg Stanislavovich - Russia, 603950, Nizhniy Novgorod; Volga State University of Water Transport; Doctor of Technical Sciences, Professor; Head of the Department of Electric Engineering and Electric Equipment of Water Transport; [email protected]. Burda Evgeny Mordcovich - Russia, 603950, Nizhniy Novgorod; Volga State University of Water Transport; Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; Assistant Professor of the Department of Electric Engineering and Electric Equipment of Water Transport; [email protected]. Tarpanov Ilya Aleksandrovich - Russia, 603950, Nizhniy Novgorod; Volga State University of Water Transport; Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; Senior Lecturer of the Department of Electric Engineering and Electric Equipment of Water Transport; [email protected]. Dar'enkov Andrey Borisovich — Russia, 603950, Nizhny Novgorod; Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R. E. Alekseev; Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer; Head of the Department of Electrical Equipment, Electric Drive and Automation; [email protected]. Kobyakov Dmitry Sergeevich - Russia, 603950, Nizhny Novgorod; Volga State University of Water Transport; Postgraduate Student of the Department of Electric Engineering and Electric Equipment of Water Transport; [email protected]. cyberleninka.ru
www.whisperpower.com Генераторы WhisperPower с переменной частотой вращения, не фиксированные об/минГенераторы серии Genverter©(ГЕНВЕРТЕР) комбинированная система на основе технологий дизельных двигателей новейшего поколения с новым способом производства электрической энергии. Вместо того чтобы использовать альтернатор с фиксированной скоростью вращения, установленный на задней части маховика двигателя, разработан очень компактный альтернатор на постоянных магнитах(PM-Permanent Magnet), расположенный позади двигателя. В результате, эта система более компактна в длинну и легка, по сравнению с традиционными генераторами. Преимущества для клиента:
sflot.ru Интеллектуальные средства управления высокоэффективной дизель-генераторной установкой переменной частоты вращения Текст научной статьи по специальности «Машиностроение»УДК 629.9:502.14:62-83 О.С. Хватов, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (831) 436-93-79, [email protected] (Россия, Н.Новгород, ВГАВТ), А.Б. Дарьенков, канд. техн. наук, доц., (831) 419-35-13, [email protected] (Россия, Н.Новгород, НГТУ) ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКОЙ ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ Приведено описание функциональной схемы дизельной электростанции переменной частоты вращения на базе синхронного генератора. Рассмотрены функциональная схема и алгоритм работы интеллектуального электропривода топливного насоса дизель-генераторной установки переменной частоты вращения. Ключевые слова: оптимальный режим работы дизеля, частота вращения вала, синхронные генераторы. Системы «дизель-генератор» (Д-Г) строятся, как правило, на базе синхронных генераторов (СГ). Требование обеспечения стабильной частоты выходного напряжения (f1=const) СГ обусловливает необходимость стабилизации частоты вращения ю вала дизеля независимо от мощности нагрузки Р. Такой режим работы дизеля является неоптимальным с точки зрения потребления топлива. Оптимального режима работы дизеля можно достигнуть, если с изменением Р изменять ю дизеля [1]. Исследования показывают, что уменьшение ю при снижении нагрузки позволяет сократить удельный расход топлива на 20...30 %. Одновременное изменение ю и Р нагрузки обеспечивает также оптимальный тепловой режим работы дизеля, снижение износа и, следовательно, повышает его моторесурс. Однако при этом должно выполняться требование f1=const при ю=л>ат. Построение системы Д-Г с переменной ю возможно на базе преобразователя частоты (ПЧ) (рис.1). Устройство работает следующим образом. Электропривод рейки топливного насоса ЭПН получает сигнал с блока вычислителя мощности нагрузки ВМ, который соединен с выходами датчика напряжения ДН и датчика тока ДТ, измеряющими соответственно напряжение и ток на выходе ПЧ. В зависимости от значения Р задатчик экономичного режима работы дизеля ЗЭР формирует на своем выходе оптимальное значение частоты вращения соопт вала дизеля, при которой потребление топлива минимально для текущего значения Р. С помощью сумматора сигналов, входящего в состав ЭПН, вычисляется разность сигнала задания соопт и сигнала датчика частоты вращения вала дизеля ДЧВ. Сигнал от сумматора поступает на вход регулятора частоты вращения РЧВ вала дизеля, который с помощью исполнительного электродвигателя ИЭД, перемещающего рей- ку топливного насоса, поддерживает частоту вращения вала дизеля на уровне, заданном ЗЭР. Таким образом, при изменении Р на выходных выводах, а значит и на валу дизеля, частота вращения вала со будет поддерживаться оптимальной с точки зрения минимального потребления топлива. Выходные выводы топливо Рис. 1. Функциональная схема системы Д - Г переменной частоты вращения Поскольку со дизеля будет изменяться в зависимости от Р, то амплитуда Uim и частота fx переменного напряжения СГ будут также изменяться в зависимости от Р. При работе дизеля во всем диапазоне нагрузок стабилизацию амплитуды и частоты выходного напряжения (Uim=const и fi=const) возможно обеспечить за счет ПЧ и путем воздействия на систему возбуждения СГ [2] Стабилизация U\m на выходных выводах на заданном уровне осуществляется ПЧ с помощью блока стабилизации напряжения БСН, в состав которого входит блок регулятора напряжения РН. Регулятор РН подключен к сумматору сигналов, на входы которого поступают сигналы с задат-чика напряжения ЗН и с ДН. Таким образом, при изменении частоты вращения вала дизеля на выходных выводах поддерживается амплитуда переменного трехфазного напряжения на уровне, задаваемом ЗН. Частота трехфазного напряжения fx на выходных выводах при изменении со поддерживается неизменной с помощью ПЧ на уровне, задаваемом задатчиком частоты выходного напряжения ЗЧВН. Блок возбуждения БВ формирует ток в обмотке возбуждения СГ с учетом сигнала от ДН и блока ЗЭР. Функциональная схема ЗЭР приведена на рис. 2. ЗЭР состоит из четырех основных элементов: контроллера управления КУ, ассоциативной памяти АП, контроллера обучения КО и энергонезависимой памяти типа Flash, которые объединены общей информационной шиной, допускающей двунаправленный обмен информацией и дальнейшее расширение системы в случае управления несколькими Д-Г. от ДТоп от ВМ к ИЭД информационная шина 1 i i i —— \ г г \ Контроллер Контроллер Ассоци- обучения управления ативная (КО) (КУ) память (АП) Память Flash Рис. 2. Функциональная схема ЗЭР АП представляет собой многослойную нейронную сеть, реализуемую на ПЛИС. АП обладает способностью накапливать дискретные значения скорости соопт в зависимости от Р и генерировать значения <оопт для отсутствующих в памяти дискрет на основе методов ассоциации и интерполяции в пределах «обучения» АП. Это свойство освобождает систему от необходимости знания непрерывной зависимости соолт=/(Р). Зависимость соопт =/(Р) при эксплуатации Д-Г постоянно уточняется в зависимости от изменения характеристик дизеля в процессе его износа, марки топлива и меняющихся условий работы дизеля. Благодаря наличию АП ЭПН является самообучающейся системой. «Обучение» АП, производимое КО, заключается в выявлении значения соотп Д-Г для конкретного значения Р и расчете весов связей нейронов для получения устойчивой логической пары: "Р -соопт". Процесс определения соотп заключается в установлении минимума функции расхода топлива ge=f (со) для конкретного значения Р и поясняется рис. 3. При изменении мощности нагрузки с Р на Р' Д-Г переходит на новую кривую расхода топлива. Реакцией на это со стороны КО является изменение задания на частоту вращения на некоторую величину Аа\. При этом вычисляется производная изменения величины удельного расхода . По знаку определяется, в каком направлении далее необходимо (Лео (Лео изменять частоту вращения - в сторону увеличения или в сторону уменьшения. На следующем шаге происходит изменение с на величину Дс2, dg которая меньше Дщ на величину, пропорциональную ——. Процесс по- dc вторяется до тех пор, пока изменение расхода топлива не станет меньше, чем заданная величина ошибки Таким образом, "обучение" АП возможно в процессе эксплуатации системы, и заключается в том, что при изменении P частота вращения вала дизеля с будет плавно изменяться до тех пор, пока КО не "найдет" ее оптимальное, с точки зрения потребления топлива, значение. Найденное новое значение сопт передается в АП. Далее КО рассчитывает массив значений весов нейронных связей и передает их АП. Для этого КО использует известный метод обратного распространения ошибки. gt P ge P ' Дс <Дс2 <Дс vl Л g опт g e Ng — с Рис. 3. Алгоритм определения значения с опт КУ обрабатывает сигналы с датчика потребления топлива ДТоп и ВМ и формирует сигнал управления ИЭД, соответствующий соопт для текущего значения Р. Алгоритм работы КУ приведен на рис. 4. Блок ВМ вычисляет среднюю за заданный период времени мощность нагрузки дизеля. Сигнал от ВМ поступает на вход КУ. Если происходит изменение мощности нагрузки АР на величину большую, чем некоторое заданное значение изменения мощности АРзад, то устанавливается принадлежность текущего среднего значения мощности нагрузки множеству дискретных значений Р, при которых производилось "обучение" ЗЭР (Р е РобуЧ). Если новое значение Р не относится к множеству Робуч, то КО производит определение величины сопт, соответствующей минимальному расходу топлива при данной мощности нагрузки Р, и "дообучение" АП логической паре "Р -сопт ". Значение соопт сохраняется в АП и поддерживается с помощью ИЭД на валу дизеля. Рис. 4. Алгоритм работы КУ В случае, когда новое значение P принадлежит диапазону, в котором производилось «обучение», КУ передает его АП, в ответ принимая величину сопт. Затем для текущего значения P производится сравнение сопт со значением частоты вращения Срасч, хранящемся в энергонезависимой памяти типа Flash и рассчитанном методом линейной интерполяции по накопленным в АП значениям сопт для дискретных значений P. Если расчетный и «ассоциативный» результаты существенно различаются на величину, превышающую заданную величину ошибки то АП проходит процесс "дообучения". В противном случае сигнал задания передается ИЭД. Таким образом, исключаются заведомо ложные значения сопт. Объектом управления ЭПН является дизель, который описывается системой дифференциальных уравнений, характеризующей его динамические свойства [3]: Т— + kф = q -02ад; dt kqq = Х + вфф^ где ф - безразмерное изменение частоты вращения вала дизеля; q - безразмерное изменение цикловой подачи топлива; х- безразмерное перемещение рейки топливного насоса; ад - безразмерное изменение нагрузки дизеля; kq - коэффициент самовыравнивания топливоподающей аппаратуры дизеля; 02- коэффициент усиления по настройке потребителя; вф - коэффициент усиления топливоподающей аппаратуры дизеля; k - коэффициент самовыравнивания дизеля; Т - время собственно дизеля. На основе уравнений дизеля и уравнений Парка-Горева, описывающих процессы в СГ, разработана структурная схема системы автоматического регулирования Д - Г установки. Система регулирования содержит три канала: по частоте вращения а вала дизеля, частоте f1 и амплитуде Uim выходного напряжения СГ. Работа системы Д-Г с переменной частотой вращения вала обеспечит экономию топливных ресурсов. Применение дизелей с переменной частотой вращения вала требует нового похода к управлению топливопо-дачей, который возможно реализовать на базе интеллектуального электропривода с системой управления, построенной на базе нейронной сети. Список литературы 1. Хватов О.С. Управляемые генераторные комплексы на основе машины двойного питания. Н.Новгород: НГТУ, 2000. 2. Дарьенков А.Б., Хватов О. С. Автономная высокоэффективная электрогенерирующая станция /Труды Нижегородского государственного технического университета. Н.Новгород, 2009. С. 68-72. 3. Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания: учебное пособие для втузов. М.: Машиностроение, 1979. 615 с. O. Xvatov, A. Darenkov Intelligent controls of highly effective the diesel-generator installation of variable frequency of rotation The description of the flow sheets of diesel electric power station based on a synchro generator and characterized by alternating frequency rotation of shaft is presented. The consideration of the flow sheet and algorithm of operation for diesel generator set characterized by alternating frequency rotation of shaft are considered. Key words: optimum operating mode of a diesel engine, frequency of rotation of a shaft, synchronous generators. Получено 06.07.10 cyberleninka.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
(157 kB, pdf) .png)
(2.603 kB, pdf) 
(3.727 kB, pdf) 
(5.893 kB, pdf) 
