RU2573576C2 - Dc power supply device for self-contained transport vehicle - Google Patents

Dc power supply device for self-contained transport vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2573576C2
RU2573576C2 RU2014121826/07A RU2014121826A RU2573576C2 RU 2573576 C2 RU2573576 C2 RU 2573576C2 RU 2014121826/07 A RU2014121826/07 A RU 2014121826/07A RU 2014121826 A RU2014121826 A RU 2014121826A RU 2573576 C2 RU2573576 C2 RU 2573576C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
shaft
wires
differential
multiplier
Prior art date
Application number
RU2014121826/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014121826A (en
Inventor
Валерий Алексеевич Калий
Михаил Сергеевич Савченко
Алексей Викторович Резниченко
Павел Анатольевич Скварский
Original Assignee
Валерий Алексеевич Калий
Михаил Сергеевич Савченко
Алексей Викторович Резниченко
Павел Анатольевич Скварский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Алексеевич Калий, Михаил Сергеевич Савченко, Алексей Викторович Резниченко, Павел Анатольевич Скварский filed Critical Валерий Алексеевич Калий
Priority to RU2014121826/07A priority Critical patent/RU2573576C2/en
Publication of RU2014121826A publication Critical patent/RU2014121826A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2573576C2 publication Critical patent/RU2573576C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: DC power supply device for self-contained transport vehicle comprises gas turbine engine, electromechanic transmission that includes differential multiplier, electromagnetic braking releaser, generator, DC non-contact electric motor, switching unit, on-board DC power consumers, switching unit and DC motor control device, controlled rectifier. Aforesaid elements are interconnected in such a way as pointed out in application materials.
EFFECT: higher reliability of operation.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, в частности к системам электроснабжения автономных объектов, имеются в виду транспортные средства, в частности воздушные и плавучие транспортные средства.The invention relates to the field of energy, in particular to power supply systems of autonomous facilities, means vehicles, in particular air and floating vehicles.

Известна автономная электроэнергосистема переменного тока стабильной частоты, содержащая асинхронный генератор, связанный с валом приводного двигателя, синхронный компенсатор, выход которого подключен параллельно асинхронному генератору, регулятор напряжения, включенный на синхронный компенсатор, и устройство запуска синхронного компенсатора, механически связанное с ротором синхронного компенсатора, отличающаяся тем, что синхронный компенсатор снабжен дополнительным независимым устройством стабилизации частоты вращения, выходной вал которого состыкован с валом ротора синхронного компенсатора. Предусмотрен способ получения стабильной частоты переменного тока в автономной электроэнергосистеме с асинхронным генератором и синхронным компенсатором, при котором вращают ротор асинхронного генератора, синхронный компенсатор запускают, перевозбуждают и выводят на заданный режим по напряжению и частоте вращения, при этом при отклонении частоты переменного тока от заданного уровня изменяют частоту вращения ротора синхронного компенсатора в сторону уменьшения отклонения частоты переменного тока (RU 2073310 С1, 10.02.1997).A self-contained stable frequency alternating current electric system is known, comprising an asynchronous generator connected to the shaft of the drive motor, a synchronous compensator, the output of which is connected in parallel with the asynchronous generator, a voltage regulator connected to the synchronous compensator, and a synchronous compensator trigger device, mechanically connected to the synchronous compensator rotor, characterized the fact that the synchronous compensator is equipped with an additional independent device for stabilizing the speed of rotation, the output second shaft is docked with the rotor shaft of a synchronous compensator. There is a method for obtaining a stable frequency of alternating current in an autonomous electric system with an asynchronous generator and a synchronous compensator, in which the rotor of the asynchronous generator is rotated, the synchronous compensator is started, overexcited and brought to a predetermined mode in terms of voltage and frequency of rotation, while when the frequency of the alternating current deviates from a given level change the rotational speed of the rotor of the synchronous compensator in the direction of decreasing the deviation of the frequency of the alternating current (RU 2073310 C1, 02/10/1997).

Известна электроэнергетическая установка, автономно обеспечивающая электроэнергией нагрузку, снабженная пусковым источником электроэнергии, содержащая двигатель внутреннего сгорания, механически соединенный с электрической машиной с ротором, например, на постоянных магнитах, которая при пуске установки работает как двигатель, а в рабочем режиме как генератор, причем обмотки статора электрической машины через трехфазный мостовой выпрямитель соединены с шинами постоянного тока трехфазного мостового инвертора на полупроводниковых ключах, соединенных с системой управления, реализующей режимы «генерирование» и «пуск», а установка снабжена контакторами, в каждой фазе имеющими по одной входной и две выходные клеммы, причем входные клеммы соединены с силовыми выходами инвертора, а одна выходная клемма непосредственно или через блок фильтров соединена с нагрузкой, отличающаяся тем, что каждая из обмоток статора электрической машины снабжена отпайкой, которая соединена со второй выходной клеммой контактора, так что в режиме «пуск» инвертор воздействует на электрическую машину через отпайки, тогда как в режиме «генерирование» инвертор обеспечивает электроэнергией нагрузку, а сам через трехфазный выпрямитель питается от напряжения на обмотках статора электрической машины (RU 95919 U1, 10.07.2010).Known electric power plant, autonomously providing electricity to the load, equipped with a starting source of electricity, containing an internal combustion engine, mechanically connected to an electric machine with a rotor, for example, with permanent magnets, which when starting the installation works as an engine, and in operating mode as a generator, and the windings the stator of an electric machine through a three-phase bridge rectifier connected to DC buses of a three-phase bridge inverter on a semiconductor doors connected to a control system that implements the “generation” and “start” modes, and the installation is equipped with contactors in each phase having one input and two output terminals, the input terminals being connected to the power outputs of the inverter, and one output terminal directly or via the filter unit is connected to the load, characterized in that each of the stator windings of the electric machine is equipped with a tap, which is connected to the second output terminal of the contactor, so that in the “start” mode the inverter acts on the electric of the machine through the tap, while in the “generation” mode the inverter supplies the load with electric power, and through the three-phase rectifier it is supplied with voltage on the stator windings of the electric machine (RU 95919 U1, 07/10/2010).

Близким к представленному в данном описании устройству является известное устройство электропитания автономного летательного аппарата, содержащее, по меньшей мере, первый электрогенератор для получения электроэнергии с приводом от двигателя летательного аппарата, сеть распределения электроэнергии на борту летательного аппарата, соединенную с первым электрогенератором линией питания посредством линии электропитания для получения электрического напряжения от первого генератора, по меньшей мере, второй электрогенератор для генерирования электроэнергии с приводом от двигателя летательного аппарата и электрическую сеть двигателя летательного аппарата, отличную от бортовой сети летательного аппарата и предназначенную для питания электроэнергией электрического оборудования двигателя летательного аппарата и/или оснащения двигателя, при этом электрическая сеть двигателя содержит, по меньшей мере, одну шину распределения электрического напряжения постоянного тока для электрического оборудования и блок питания, первый вход которого соединен с бортовой сетью летательного аппарата для получения напряжения, обеспечиваемого сетью на борту летательного аппарата, второй вход соединен со вторым генератором для получения напряжения от второго генератора, преобразователь напряжения, соединенный со вторым входом, а также цепь коммутации для подачи на распределительную шину напряжения от первого входа или преобразователя в функции от амплитуды напряжения второго электрогенератора. Блок питания электрической сети двигателя содержит также преобразователь напряжения, соединенный с первым входом для преобразования напряжения бортовой сети летательного аппарата. Шина распределения напряжения электрической сети двигателя является распределительной шиной регулируемого напряжения постоянного тока. Устройство содержит множество модулей с инверторами, питаемыми от распределительной шины напряжения постоянного тока и подающими напряжение переменного тока на электрооборудование. Устройство содержит два вторых электрогенератора с приводом от двигателя, соединенных соответственно со вторым и третьим входами блока питания, и две распределительные шины, соединенные с первым и вторым выходами устройства питания, причем блок питания содержит также преобразователь напряжения, который соединен с третьим входом, при этом преобразователи напряжения, соединенные со вторым и третьим входами, соединены соответственно с первым и вторым выходами. Первый вход соединен с первым и вторым выходами блока питания, при этом коммутаторы подают на первую и вторую распределительные шины напряжения от преобразователей, соединенных со вторым и третьим входами, или напряжение от первого входа. Каждый второй генератор является генератором напряжения переменного тока на постоянных магнитах. Устройство предназначено для газотурбинного авиационного двигателя и в нем электрическое оборудование содержит электромеханические приводы электрических реверсоров тяги (RU 2432302 С2, 27.10.2011). Данное устройство имеет сравнительно сложную конструкцию, отрицательно влияющую на надежность работы.Close to the device presented in this description is a known power device of an autonomous aircraft, comprising at least a first electric generator for generating electric power driven by an aircraft engine, an electric power distribution network on board the aircraft, connected to the first electric generator by a power line via a power line to obtain electrical voltage from the first generator, at least a second electric generator for generating electric power driven by the engine of the aircraft and an electrical network of the engine of the aircraft, different from the on-board network of the aircraft and designed to power the electrical equipment of the engine of the aircraft and / or equipping the engine, while the electrical network of the engine contains at least one bus DC voltage distribution for electrical equipment and a power supply, the first input of which is connected to the on-board network for years In order to obtain voltage provided by the network on board the aircraft, the second input is connected to the second generator to receive voltage from the second generator, the voltage converter connected to the second input, and also a switching circuit for supplying voltage to the distribution bus from the first input or converter to functions of the voltage amplitude of the second generator. The power supply unit of the electric network of the engine also contains a voltage converter connected to the first input for converting the voltage of the on-board network of the aircraft. The voltage distribution bus of the motor electrical network is a variable voltage DC distribution bus. The device contains many modules with inverters, powered from a distribution bus DC voltage and supplying AC voltage to the electrical equipment. The device comprises two second electric generators driven by a motor connected respectively to the second and third inputs of the power supply, and two distribution buses connected to the first and second outputs of the power supply, the power supply also comprising a voltage converter that is connected to the third input, voltage converters connected to the second and third inputs are connected respectively to the first and second outputs. The first input is connected to the first and second outputs of the power supply, while the switches supply voltage to the first and second distribution buses from converters connected to the second and third inputs, or voltage from the first input. Every second generator is an alternating current generator with permanent magnets. The device is intended for a gas turbine aircraft engine and the electric equipment contains electromechanical drives of electric thrust reversers (RU 2432302 C2, 10.27.2011). This device has a relatively complex design, which negatively affects the reliability.

Из практики известна система электроснабжения самолета с напряжением 200 В и частотой сети 400 Гц, содержащая источники тока, центральные распределительные устройства со встроенными элементами защиты и коммутации, при этом система выполнена в соответствии с ГОСТ Р54073-2010. Недостатком этой системы является ее неудовлетворительная мощность, равная 120 кВт.From practice, the aircraft’s power supply system with a voltage of 200 V and a network frequency of 400 Hz is known, containing current sources, central distribution devices with built-in protection and switching elements, and the system is made in accordance with GOST R54073-2010. The disadvantage of this system is its unsatisfactory power equal to 120 kW.

Из практики также известен аналог представленного в данном описании устройства - электромеханического привода постоянной частоты вращения, в частности интегральный привод авиационного генератора типа ГП, производства завода «Рубин», принцип действия которого основан на суммировании переменных частот вращения вала привода от авиационного двигателя и вала плунжерного гидравлического двигателя, причем суммирование частот вращения осуществлено через дифференциальный мультипликатор таким образом, чтобы частота вращения синхронного трехкаскадного генератора переменного тока оставалась всегда постоянной.An analogue of the device presented in this description is also known - an electromechanical drive of constant speed, in particular an integrated drive of an aircraft generator of the GP type, manufactured by the Rubin plant, the principle of which is based on summing the variable speeds of the drive shaft from the aircraft engine and hydraulic plunger shaft engine, and the summation of the rotational speeds is carried out through a differential multiplier so that the rotational speed of the synchronous t The re-stage alternator remained always constant.

Наиболее близким аналогом к устройству, представленному в данном описании, является известное устройство электропитания постоянным током автономных транспортных средств - самолетов и вертолетов, причем в устройстве применяются известные средства для получения тока с номинальным напряжением 120 В и постоянной частотой 400 Гц, в частности известное устройство содержит синхронный трехкаскадный бесконтактный генератор с электромагнитным возбуждением, электронный блок управления, регулирования и защиты, осуществляющие регулирование параметров тока через канал возбуждения, гидравлический привод с постоянной частотой вращения его выходного вала (Синдеев И.М., Савелов А.А. Системы электроснабжения воздушных судов. - М.: Транспорт, 1990, с. 296). Данное устройство обеспечивает ограниченную максимальную мощность, не более 150 кВт, и неудовлетворительный коэффициент полезного действия, при этом надежность работы устройства зависит от работы и надежности средства охлаждения рабочей жидкости гидравлического привода, которым оснащено устройство. В устройстве для охлаждения рабочей жидкости гидропривода используют выносной теплообменник, что существенно усложняет конструкцию и снижает надежность устройства.The closest analogue to the device presented in this description is the known DC power supply device for autonomous vehicles - airplanes and helicopters, and the device uses known means for generating current with a nominal voltage of 120 V and a constant frequency of 400 Hz, in particular, the known device contains synchronous three-stage non-contact generator with electromagnetic excitation, electronic control, regulation and protection unit for steam regulation etrov current through the excitation channel, a hydraulic drive with a constant frequency of rotation of its output shaft (Sindeev IM, Savelov AA aircraft power systems -. M .: Transport, 1990: 296.). This device provides a limited maximum power, not more than 150 kW, and an unsatisfactory efficiency, while the reliability of the device depends on the operation and reliability of the means of cooling the working fluid of the hydraulic drive that the device is equipped with. The device for cooling the hydraulic fluid of the hydraulic actuator uses an external heat exchanger, which significantly complicates the design and reduces the reliability of the device.

Таким образом, известные технические решения не в полной мере отвечают требованиям повышения надежности работы и упрощения конструкции, особенно это касается устройств, в которых используются гидросистемы, требующие применения охладителей для их охлаждения.Thus, well-known technical solutions do not fully meet the requirements of improving the reliability and simplifying the design, especially for devices that use hydraulic systems that require the use of chillers to cool them.

Техническим результатом представленного в данном описании изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы.The technical result presented in this description of the invention is to simplify the design of the device and increase the reliability of its operation.

Технический результат получен устройством электропитания постоянным током автономного транспортного судна, характеризующимся тем, что оно содержит газотурбинный двигатель, который двумя валами отбора мощности соединен с электромеханической передачей, включающей дифференциальный мультипликатор, соединенный с ним электромагнитный тормоз-расцепитель, генератор, который электрически трехфазной системой проводов соединен с бесконтактным электродвигателем постоянного тока, вал которого соединен с водилом дифференциального мультипликатора, при этом дифференциальный мультипликатор соединен с генератором через электромагнитный тормоз-расцепитель, магнитоэлектрический генератор через трехфазную систему проводов соединен с входом управляемого выпрямительного устройства, которое соединено электрически с блоком коммутации и с бортовыми потребителями электроэнергии постоянного тока, причем блок коммутации соединен с блоком управления, который электрически соединен с электродвигателем постоянного тока.The technical result is obtained by the DC power supply device of an autonomous transport vessel, characterized in that it comprises a gas turbine engine, which is connected by two power take-off shafts to an electromechanical transmission, including a differential multiplier, an electromagnetic release brake connected to it, a generator, which is electrically connected by a three-phase wire system with a contactless DC motor, the shaft of which is connected to the carrier of the differential multipl a cathode, while the differential multiplier is connected to the generator via an electromagnetic release brake, the magnetoelectric generator is connected through a three-phase system of wires to the input of a controlled rectifier device, which is electrically connected to the switching unit and to the on-board DC electricity consumers, the switching unit being connected to the control unit, which is electrically connected to a DC motor.

Соединение генератора с выпрямительным устройством осуществлено через трехфазную линию проводов, при этом газотурбинный двигатель одним валом соединен с водилом дифференциального мультипликатора, а другим валом газотурбинный двигатель соединен с генератором, электрическая связь генератора с бесконтактным электродвигателем выполнена посредством трехфазной линии проводов, электрическая связь бесконтактного электродвигателя с блоком управления выполнена посредством электрических проводов, обеспечивающих обратную связь блока с электродвигателем и тормозом-расцепителем, блок электропроводами соединен с тормозом-расцепителем, электродвигатель валом соединен с дифференциальным мультипликатором через водило дифференциального мультипликатора.The generator is connected to the rectifier device through a three-phase line of wires, while the gas turbine engine is connected to the carrier of the differential multiplier with one shaft, and the gas turbine engine is connected to the generator with the other shaft, the generator is electrically connected to the contactless motor via a three-phase wire line, and the contactless electric motor is connected to the unit control is performed by means of electric wires providing feedback of the unit with e ektrodvigatelem and brake-release device, electric cables unit is connected to brake-release device, a motor shaft connected to the differential carrier of a differential multiplier via the multiplier.

Устройство имеет на его выходе провода постоянного тока, дифференциальный мультипликатор имеет солнечное колесо, с которым соединен один вал отбора мощности, выходным валом осуществлена связь дифференциального мультипликатора с тормозом-расцепителем, выходной вал которого соединен с магнитоэлектрическим генератором, блок электрическими проводами соединен с блоком управления, выпрямительное устройство соединено электрическими проводами с блоком коммутации, а электрическими проводами устройство соединено с блоком управления.The device has direct current wires at its output, the differential multiplier has a sun wheel with which one power take-off shaft is connected, the differential shaft is connected to the release by the output shaft, the output shaft of which is connected to the magnetoelectric generator, the unit is connected by electrical wires to the control unit, the rectifier device is connected by electrical wires to the switching unit, and the device is connected by electrical wires to the control unit.

На фиг. 1 показано устройство для электропитания постоянным током автономного объекта. На фиг. 2 показана схема устройства тормоза-расцепителя.In FIG. 1 shows a device for supplying direct current to an autonomous object. In FIG. 2 shows a diagram of a release device.

Устройство содержит газотурбинный двигатель 1 с частотой вращения в пределах 12000-24000 об/мин, который двумя валами отбора мощности соединен с электромеханической передачей 2. Последняя содержит дифференциальный мультипликатор 3, соединенный с ним электромагнитный тормоз-расцепитель 4, генератор 5, который электрически трехфазной системой проводов соединен с бесконтактным электродвигателем 6 постоянного тока. Вал электродвигателя 6 постоянного тока соединен с водилом дифференциального мультипликатора 3. Принцип работы тормоза-расцепителя 4 основан на принципе работы электромагнитной муфты в совокупности с работой дискового тормоза (их сущность в данном описании не раскрывается). Электромеханическая передача 2 служит для преобразования переменной частоты вращения валов отбора мощности в постоянную частоту вращения выходного вала передачи 2. Дифференциальный мультипликатор 3 соединен с магнитоэлектрическим генератором 7 через электромагнитный тормоз-расцепитель 4. Электрически магнитоэлектрический генератор 7 через трехфазную систему проводов соединен с входом управляемого выпрямительного устройства 8. Последнее электрически соединено с блоком 9 коммутации и с бортовыми потребителями электроэнергии постоянного тока. С блоком 9 коммутации соединен блок 10 управления, осуществляющий управление устройством таким образом, чтобы напряжение на выходе управляемого выпрямителя оставалось равным 270 В. Блок 10 управления электрически соединен с электродвигателем 6 постоянного тока. Соединение генератора 7 с выпрямительным устройством 8 осуществлено через трехфазную линию 11 проводов. Двигатель 1 одним валом 12 соединен с водилом дифференциального мультипликатора 3, а другим валом 13 двигатель 1 соединен с генератором 5. Электрическая связь генератора 5 с бесконтактным электродвигателем 6 выполнена посредством трехфазной линии 14 проводов, а соединение бесконтактного электродвигателя 6 с блоком 10 управления выполнено посредством электрических проводов 15, обеспечивающих обратную связь блока 10 с электродвигателем 6 и тормозом-расцепителем 4. При этом блок 10 управления электропроводами 15 и электропроводами 16 соединен с тормозом-расцепителем 4. Электродвигатель 6 валом 17 соединен с дифференциальным мультипликатором 3 через водило 18 мультипликатора 3. Устройство имеет на его выходе провода 19 постоянного тока. Дифференциальный мультипликатор 3 имеет солнечное колесо 20, с которым соединен вал 12. Выходным валом 21 осуществлена связь мультипликатора 3 с тормозом-расцепителем 4, выходной вал 22 которого соединен с магнитоэлектрическим генератором 7. Блок 9 электрическими проводами 23 соединен с блоком 10. Выпрямительное устройство 8 соединено электрическими проводами 24 с блоком 9, а электрическими проводами 25 устройство 8 соединено с блоком 10. Тормоз-расцепитель состоит из двух последовательно соединенных муфт, обгонной муфты 26 и электромагнитного тормоза 27, выполняющего функции второй муфты.The device comprises a gas turbine engine 1 with a rotational speed in the range of 12000-24000 rpm, which is connected by two power take-off shafts to an electromechanical transmission 2. The latter contains a differential multiplier 3, an electromagnetic release brake 4 connected to it, a generator 5, which is electrically a three-phase system wires connected to a contactless electric motor 6 DC. The shaft of the DC motor 6 is connected to the carrier of the differential multiplier 3. The principle of operation of the release brake 4 is based on the principle of operation of the electromagnetic clutch in conjunction with the operation of the disk brake (their essence is not disclosed in this description). An electromechanical transmission 2 is used to convert a variable speed of the power take-off shafts to a constant speed of the output shaft of the transmission 2. The differential multiplier 3 is connected to the magnetoelectric generator 7 via an electromagnetic release brake 4. An electrically magnetoelectric generator 7 is connected to the input of a controlled rectifier device through a three-phase wire system 8. The latter is electrically connected to the switching unit 9 and with the on-board consumers of electricity constantly th power. A control unit 10 is connected to the switching unit 9, which controls the device so that the voltage at the output of the controlled rectifier remains 270 V. The control unit 10 is electrically connected to a DC motor 6. The connection of the generator 7 with the rectifier device 8 is carried out through a three-phase line 11 of the wires. The engine 1 is connected by one shaft 12 to the carrier of the differential multiplier 3, and the other shaft 13, the engine 1 is connected to the generator 5. The electrical connection of the generator 5 with the contactless motor 6 is made through a three-phase line 14 of wires, and the connection of the contactless motor 6 to the control unit 10 is made by electric wires 15, providing feedback of the unit 10 with the electric motor 6 and the release brake 4. In this case, the control unit 10 of the electric wires 15 and the electric wires 16 is connected to the brake Zoom-release device 4. The electric motor 6 is connected to the shaft 17 by the differential carrier 3 through the multiplier 18, the multiplier 3. The device has at its output a DC wire 19. Differential multiplier 3 has a sun wheel 20, to which a shaft 12 is connected. Output shaft 21 is connected to the multiplier 3 with a release brake 4, output shaft 22 of which is connected to a magnetoelectric generator 7. Block 9 is connected by electrical wires 23 to block 10. Rectifier device 8 connected by electric wires 24 to block 9, and electric wires 25, device 8 is connected to block 10. The release brake consists of two serially connected clutches, overrunning clutch 26 and an electromagnetic brake for 27, performing the functions of the second clutch.

Устройство работает следующим образом. При работе двигателя 1 вращение от его вала через вал 12 передается на электромеханическую передачу 2, а через вал 13 вращение от двигателя 1 передается на вал генератора 5. От генератора 5 осуществляется электропитание бесконтактного электродвигателя 6 постоянного тока. При вращении вала 17 электродвигателя 6 крутящий момент от этого вала передается на водило 18 дифференциального мультипликатора 3. В случае изменения частоты вращения вала двигателя 1 изменяется частота вращения солнечного колеса 20 дифференциального мультипликатора 3. Изменение частоты вращения вала двигателя 1 происходит постоянно вследствие смены режима его работы.The device operates as follows. When the engine 1 is running, the rotation from its shaft through the shaft 12 is transmitted to the electromechanical transmission 2, and through the shaft 13 the rotation from the engine 1 is transmitted to the shaft of the generator 5. From the generator 5, a non-contact DC electric motor 6 is powered. When the shaft 17 of the motor 6 is rotated, the torque from this shaft is transmitted to the carrier 18 of the differential multiplier 3. If the speed of the shaft of the engine 1 changes, the speed of the sun wheel 20 of the differential multiplier 3 changes. The speed of the shaft of the engine 1 changes constantly due to a change in its operating mode .

При этом бесконтактный электродвигатель 6 постоянного тока изменяет частоту вращения водила 18 мультипликатора таким образом, что добавляет обороты или уменьшает их на величину, обеспечивающую постоянную частоту вращения выходного вала 21 мультипликатора 3. Выходной вал 21 дифференциального мультипликатора 3 кинематически соединен с валом 22 магнитоэлектрического генератора 7 через электромагнитный тормоз-расцепитель 4 и вследствие этого осуществляется суммирование частоты вращения дифференциального мультипликатора 3 и частоты вращения электродвигателя 6 постоянного тока. При этом частота вращения ротора генератора 7 при всех режимах работы двигателя 1 будет постоянной, а электроэнергия, вырабатываемая генератором 7, через трехфазную систему проводов 11 будет направлена на вход управляемого выпрямительного устройства 8 и далее, через блок коммутации 9 - к потребителям электроэнергии автономного объекта. При изменении нагрузки на потребление постоянного тока - включении и выключении потребителей тока, сигналы рассогласования поступают с блока коммутации 9 в блок 10 управления, который осуществляет управление устройством таким образом, чтобы напряжение на выходе управляемого выпрямителя 8 оставалось постоянным и равным 270 В. В случае короткого замыкания в обмотке статора генератора 7 электромагнитный тормоз-расцепитель 4 отсоединяет его вал от выходного вала дифференциального мультипликатора 3 и останавливает ротор генератора 7. В указанном случае короткого замыкания в обмотке статора генератора 7 возрастает ток и, соответственно, момент сопротивления, который направлен встречно моменту от дифференциального мультипликатора. Под действием электромагнитного момента вал генератора 7 замедляется и обгонная муфта 26 (фиг. 2) отсоединяет вал 22 (фиг. 1) генератора 7 от вала 21 и, соответственно, от вала приводного газотурбинного двигателя 1. Одновременно электромагнитный тормоз 27 (фиг. 2) по сигналу от блока 10 управления включается и останавливает вращение ротора генератора 7, тем самым снимая с него возбуждение.In this case, the non-contact direct current electric motor 6 changes the rotational speed of the carrier 18 of the multiplier in such a way that it adds revolutions or reduces them by an amount that ensures a constant rotational speed of the output shaft 21 of the multiplier 3. The output shaft 21 of the differential multiplier 3 is kinematically connected to the shaft 22 of the magnetoelectric generator 7 through electromagnetic release brake 4 and as a result, the rotation frequency of the differential multiplier 3 and the rotation frequency are summed I have a DC motor 6. In this case, the rotor speed of the generator 7 under all operating conditions of the engine 1 will be constant, and the electricity generated by the generator 7, through a three-phase system of wires 11 will be directed to the input of the controlled rectifier device 8 and then through the switching unit 9 to the consumers of electricity of the autonomous object. When changing the load on the consumption of direct current - turning on and off the current consumers, the mismatch signals come from the switching unit 9 to the control unit 10, which controls the device so that the voltage at the output of the controlled rectifier 8 remains constant and equal to 270 V. In the case of a short short circuit in the stator winding of the generator 7, the electromagnetic brake-release 4 disconnects its shaft from the output shaft of the differential multiplier 3 and stops the rotor of the generator 7. In the specified In the case of a short circuit in the stator winding of the generator 7, the current increases and, accordingly, the resistance moment, which is directed counter to the moment from the differential multiplier. Under the influence of electromagnetic moment, the shaft of the generator 7 slows down and the freewheel 26 (Fig. 2) disconnects the shaft 22 (Fig. 1) of the generator 7 from the shaft 21 and, accordingly, from the shaft of the gas turbine engine 1. At the same time, the electromagnetic brake 27 (Fig. 2) upon a signal from the control unit 10, it turns on and stops the rotation of the rotor of the generator 7, thereby removing excitation from it.

Блок 10 управления осуществляет управление устройством так, что напряжение на выходе выпрямителя 8 остается постоянным, при этом остановка вращения ротора генератора 7 по сигналам от блока 10 управления через обратную связь, поступающим по проводам 11 на тормоз-расцепитель 4 и по проводам 15 на электродвигатель 6, повышают надежность работы устройства.The control unit 10 controls the device so that the voltage at the output of the rectifier 8 remains constant, while the rotation of the rotor of the generator 7 is stopped by the signals from the control unit 10 through feedback received through wires 11 to the brake release 4 and through wires 15 to the electric motor 6 , increase the reliability of the device.

Устройство, содержащее магнитоэлектрический генератор, электромеханический привод, соединенный с генератором, обеспечивающие постоянную частоту вращения вала генератора и его принудительную остановку путем передачи части мощности от приводного двигателя и преобразования его механической энергии в электрическую энергию постоянного тока, существенно упрощает конструкцию и также повышает надежность устройства.A device containing a magnetoelectric generator, an electromechanical drive connected to the generator, providing a constant frequency of rotation of the generator shaft and forcing it to stop by transferring part of the power from the drive motor and converting its mechanical energy into direct current electric energy, greatly simplifies the design and also increases the reliability of the device.

Claims (3)

1. Устройство электропитания постоянным током автономного транспортного судна, характеризующееся тем, что оно содержит газотурбинный двигатель, который двумя валами отбора мощности соединен с электромеханической передачей, включающей дифференциальный мультипликатор, соединенный с ним электромагнитный тормоз-расцепитель, генератор, который электрически трехфазной системой проводов соединен с бесконтактным электродвигателем постоянного тока, вал которого соединен с водилом дифференциального мультипликатора, при этом дифференциальный мультипликатор соединен с генератором через электромагнитный тормоз-расцепитель, магнитоэлектрический генератор через трехфазную систему проводов соединен с входом управляемого выпрямительного устройства, которое соединено электрически с блоком коммутации и с бортовыми потребителями электроэнергии постоянного тока, причем блок коммутации соединен с блоком управления, который электрически соединен с электродвигателем постоянного тока.1. The DC power supply device of an autonomous transport vessel, characterized in that it comprises a gas turbine engine, which is connected by two power take-off shafts to an electromechanical transmission, including a differential multiplier, an electromagnetic release brake connected to it, a generator, which is electrically connected to a three-phase wire system with non-contact direct current electric motor, the shaft of which is connected to the carrier of the differential multiplier, while the differential The multiplier is connected to the generator via an electromagnetic release brake, the magnetoelectric generator is connected through a three-phase system of wires to the input of a controlled rectifier device, which is electrically connected to the switching unit and to the on-board DC electricity consumers, the switching unit being connected to the control unit, which is electrically connected to DC motor. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединение генератора с выпрямительным устройством осуществлено через трехфазную линию проводов, при этом газотурбинный двигатель одним валом соединен с водилом дифференциального мультипликатора, а другим валом газотурбинный двигатель соединен с генератором, электрическая связь генератора с бесконтактным электродвигателем выполнена посредством трехфазной линии проводов, электрическая связь бесконтактного электродвигателя с блоком управления выполнена посредством электрических проводов, обеспечивающих обратную связь блока с электродвигателем и тормозом-расцепителем, блок электропроводами соединен с тормозом-расцепителем, электродвигатель валом соединен с дифференциальным мультипликатором через водило дифференциального мультипликатора.2. The device according to claim 1, characterized in that the generator is connected to the rectifier device through a three-phase line of wires, while the gas turbine engine is connected to the carrier of the differential multiplier with one shaft, and the gas turbine engine is connected to the generator with the other shaft, and the generator is electrically connected to a contactless motor made by means of a three-phase line of wires, electrical connection of a non-contact electric motor with a control unit is made by means of electric wires providing feedback of the unit with the electric motor and the release brake, the electric wire unit is connected to the release brake, the electric motor is connected to the differential multiplier via a differential multiplier carrier with a shaft. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно имеет на его выходе провода постоянного тока, дифференциальный мультипликатор имеет солнечное колесо, с которым соединен один вал отбора мощности, выходным валом осуществлена связь дифференциального мультипликатора с тормозом-расцепителем, выходной вал которого соединен с магнитоэлектрическим генератором, блок электрическими проводами соединен с блоком управления, выпрямительное устройство соединено электрическими проводами с блоком коммутации, а электрическими проводами устройство соединено с блоком управления. 3. The device according to claim 1, characterized in that it has direct current wires at its output, the differential multiplier has a sun wheel with which one power take-off shaft is connected, the differential shaft is connected with the output shaft to the release brake, the output shaft of which is connected with a magnetoelectric generator, the unit is connected by electrical wires to the control unit, the rectifier device is connected by electrical wires to the switching unit, and the device is connected with electric wires single with control unit.
RU2014121826/07A 2014-05-29 2014-05-29 Dc power supply device for self-contained transport vehicle RU2573576C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121826/07A RU2573576C2 (en) 2014-05-29 2014-05-29 Dc power supply device for self-contained transport vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014121826/07A RU2573576C2 (en) 2014-05-29 2014-05-29 Dc power supply device for self-contained transport vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014121826A RU2014121826A (en) 2015-12-10
RU2573576C2 true RU2573576C2 (en) 2016-01-20

Family

ID=54843112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014121826/07A RU2573576C2 (en) 2014-05-29 2014-05-29 Dc power supply device for self-contained transport vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2573576C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726298C1 (en) * 2019-08-26 2020-07-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Emergency stop braking system of aircraft and towing carrier
RU2754989C2 (en) * 2019-02-26 2021-09-08 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРАЛ-77" Power unit of the electromechanical transmission of a powerful autonomous road-building machine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5559421A (en) * 1993-03-09 1996-09-24 Hitachi, Ltd. Apparatus for removing harmonic components of an electric power frequency generated in electric power generation equipment
RU2073310C1 (en) * 1993-11-30 1997-02-10 Игорь Михайлович Глазунов Independent ac stable-frequency power system and method of attaining of stable frequency
WO2005096492A1 (en) * 2000-09-28 2005-10-13 Borealis Technical Limited Electronically controlled engine generator set
US20080238108A1 (en) * 1999-09-28 2008-10-02 Jonathan Sidney Edelson Electronically Controlled Engine Generator Set
RU95919U1 (en) * 2010-01-29 2010-07-10 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" ELECTRIC POWER PLANT
RU2432302C2 (en) * 2006-05-05 2011-10-27 Испано-Сюиза Aircraft electric power supply device
RU2460204C1 (en) * 2011-04-21 2012-08-27 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" Autonomous starter-generator power supply system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5559421A (en) * 1993-03-09 1996-09-24 Hitachi, Ltd. Apparatus for removing harmonic components of an electric power frequency generated in electric power generation equipment
RU2073310C1 (en) * 1993-11-30 1997-02-10 Игорь Михайлович Глазунов Independent ac stable-frequency power system and method of attaining of stable frequency
US20080238108A1 (en) * 1999-09-28 2008-10-02 Jonathan Sidney Edelson Electronically Controlled Engine Generator Set
WO2005096492A1 (en) * 2000-09-28 2005-10-13 Borealis Technical Limited Electronically controlled engine generator set
RU2432302C2 (en) * 2006-05-05 2011-10-27 Испано-Сюиза Aircraft electric power supply device
RU95919U1 (en) * 2010-01-29 2010-07-10 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" ELECTRIC POWER PLANT
RU2460204C1 (en) * 2011-04-21 2012-08-27 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" Autonomous starter-generator power supply system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754989C2 (en) * 2019-02-26 2021-09-08 Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРАЛ-77" Power unit of the electromechanical transmission of a powerful autonomous road-building machine
RU2726298C1 (en) * 2019-08-26 2020-07-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Emergency stop braking system of aircraft and towing carrier

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014121826A (en) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6188591B1 (en) System for supplying electromotive consumers with electric energy
CN106208071B (en) Hybrid AC and DC distribution system and method of use
EP2330723A1 (en) Transverse regulated flux machine
US20150349687A1 (en) Electric Power Generation and Distribution for Islanded or Weakly-Connected Systems
EP2040370B1 (en) Generator for gas turbine engine having main DC bus and accessory AC bus
US10075106B2 (en) DC synchronous machine
US9573539B2 (en) Electric system architecture for more-electric engine accessories
CN106936269B (en) Multi-phase electric machine and method of use
RU2564401C2 (en) Power supply for airborne vehicle
JP2015043687A (en) Aircraft engine constant frequency starter/generator
CN105071726A (en) Switched reluctance wind power generation grid-connected system control method
RU2509002C2 (en) Electric transmission of ac traction vehicle power
US9917544B2 (en) Method and power converter unit for operating a generator
RU2573576C2 (en) Dc power supply device for self-contained transport vehicle
RU150254U1 (en) DC POWER SUPPLY OF AUTONOMOUS VEHICLE VEHICLE
RU2623643C1 (en) Method of regulating the voltage in gas turbine - generator system for power supply of electrical drives of a vehicle
CN111313645A (en) Aviation starting/generating system with two independent channels
EP3032716B1 (en) Dual-output generators
JP7281282B2 (en) Architecture of Electric Propulsion System Based on Independent Speed Variable Frequency
Chakraborty et al. A new series of brushless and permanent magnetless synchronous machines
RU129483U1 (en) SHIP ELECTRIC POWER PLANT
RU2419957C1 (en) Electric power plant
US9881734B2 (en) Electromechanical actuation and/or generation system including an electrical insulation between the electrical source and the load
RU2612066C1 (en) Locomotive traction converter
RU2572023C2 (en) Electrical power transmission for alternating-current traction vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180530