Дизельная электростанция
Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к дизельным электростанциям малой мощности и может быть использована в автономных энергоустановках, работающих независимо от сети централизованного энергоснабжения. Полезная модель направлена на снижение расхода топлива дизельной электростанции. Указанный технический результат достигается тем, что дизельная электростанция, содержит дизельный двигатель, к выходу которого подключен синхронный генератор, выход которого подключен к нагрузке дизельной электростанции, систему управления, выход которой подключен к дизельному двигателю и синхронному генератору, выпрямительно-зарядное устройство, вход которого подключен к выходу синхронного генератора и к системе управления, буферный накопитель энергии, вход которого соединен с выходом выпрямительно-зарядного устройства, автономный инвертор, вход которого подключен к выходу буферного накопителя энергии и к системе управления, а выход соединен с нагрузкой дизельной электростанции. 1 ил.
Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к дизельным электростанциям малой мощности и может быть использована в автономных энергоустановках, работающих независимо от сети централизованного энергоснабжения.
Известна конструкция для преобразования энергии воспламенения дизельного топлива в электрическую энергию - дизельная электростанция (ДЭС), выбранная в качестве прототипа, содержащая дизельный двигатель, к выходу которого подключен синхронный генератор, выход которого подключен к нагрузке ДЭС, систему управления, выход которой подключен к дизельному двигателю и синхронному генератору [Каталог компании «Президент-Нева» Энергетический центр» http://www.powercity.ru/site/ru/catalog/8.html].
Это устройство не решает проблему максимального снижения расхода топлива в дизельных электростанциях, так как дизельный двигатель неизбежно будет работать на частичных режимах с малой величиной нагрузки. При работе двигателя на малую нагрузку значительно увеличивается удельный расход топлива и проявляется эффект карбонизации, вызванной скоплением в цилиндрах несгоревших газов, что также негативно влияет на ресурс двигателя.
Задачей полезной модели является расширение арсенала средств аналогичного назначения, а также снижение расхода топлива ДЭС.
Решение поставленной задачи достигается тем, что дизельная электростанция, также как в прототипе, содержит дизельный двигатель, к выходу которого подключен синхронный генератор, выход которого подключен к нагрузке ДЭС, систему управления, выход которой подключен к дизельному двигателю и синхронному генератору.
Полезная модель в отличие от прототипа снабжена выпрямительно-зарядным устройством, вход которого подключен к выходу синхронного генератора и к системе управления, буферным накопителем энергии, вход которого соединен с выходом выпрямительно-зарядного устройства, автономным инвертором, вход которого подключен к выходу буферного накопителя энергии и к системе управления, а выход соединен с нагрузкой ДЭС.
Именно заявленное выполнение конструкции ДЭС обеспечивает возможность снижения расхода топлива, тем самым выполняется задача полезной модели. Это достигается за счет того, что режим загрузки дизельного двигателя поддерживается на уровне средней мощности нагрузки. При этом в режимах, когда выходная мощность синхронного генератора превышает мощность нагрузки, избыток энергии аккумулируется в буферном накопителе энергии, а в режимах, когда выходная мощность синхронного генератора меньше мощности нагрузки, энергия из буферного накопителя отдается в нагрузку. В результате дизельный двигатель работает в режиме, близком к номинальному, соответственно, расход топлива уменьшается.
На фиг.1 представлена структурная схема ДЭС.
Дизельная электростанция содержит дизельный двигатель 1, к выходу которого подключен синхронный генератор 2, выход которого подключен к нагрузке ДЭС 7, систему управления 3, выход которой подключен к дизельному двигателю 1 и синхронному генератору 2, выпрямительно-зарядное устройство 4, вход которого подключен к выходу синхронного генератора 2 и к системе управления 3, буферный накопитель энергии 5, вход которого соединен с выходом выпрямительно-зарядного устройства 4, автономный инвертор 6, вход которого подключен к выходу буферного накопителя энергии 5 и к системе управления 3, а выход соединен с нагрузкой ДЭС 7.
В данной схеме может использоваться четырехтактный дизельный двигатель 1 и синхронный генератор 2, а в качестве системы управления 3 может использоваться микроконтроллер Modicon Micro 612. В качестве автономного инвертора 6 можно использовать инвертор Tripp Lite APSX6048 VR. В качестве выпрямительно-зарядного устройства 4 может быть использован трехфазный мостовой выпрямитель, а буферный накопитель энергии 5 может быть реализован на базе суперконденсаторов. В качестве нагрузки ДЭС 7 могут использоваться любые электрические приборы.
Устройство работает следующим образом. Система управления 3, подавая сигналы на дизельный двигатель 1 и синхронный генератор 2, регулирует расход топлива дизельного двигателя 1 и тока возбуждения синхронного генератора 2, поддерживая режим загрузки дизельного двигателя на уровне средней мощности нагрузки. При этом если мощность нагрузки ДЭС 7 становится меньше средней мощности нагрузки, система управления 3 подает сигнал на выпрямительно-зарядное устройство 4 и избыток энергии аккумулируются в буферном накопителе энергии 5. В режиме, когда выходная мощность генератора становится меньше мощности нагрузки ДЭС 7, система управления 3 подает сигнал на автономный инвертор 6 и энергия из буферного накопителя энергии 5 отдается в нагрузку ДЭС 7.
Дизельная электростанция, содержащая дизельный двигатель, к выходу которого подключен синхронный генератор, выход которого подключен к нагрузке дизельной электростанции, систему управления, выход которой подключен к дизельному двигателю и синхронному генератору, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены выпрямительно-зарядное устройство, вход которого подключен к выходу синхронного генератора и к системе управления, буферный накопитель энергии, вход которого соединен с выходом выпрямительно-зарядного устройства, автономный инвертор, вход которого подключен к выходу буферного накопителя энергии и к системе управления, а выход соединен с нагрузкой дизельной электростанции.
