RU2173020C2 - Power system with induction starter-generator - Google Patents

Power system with induction starter-generator Download PDF

Info

Publication number
RU2173020C2
RU2173020C2 RU97121766/09A RU97121766A RU2173020C2 RU 2173020 C2 RU2173020 C2 RU 2173020C2 RU 97121766/09 A RU97121766/09 A RU 97121766/09A RU 97121766 A RU97121766 A RU 97121766A RU 2173020 C2 RU2173020 C2 RU 2173020C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter
input
output
control
terminals
Prior art date
Application number
RU97121766/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97121766A (en
Inventor
В.М. Анисимов
П.Ю. Грачев
А.И. Скороспешкин
ров В.Н. Кудо
В.Н. Кудояров
Original Assignee
Самарский государственный технический университет
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 Самарский государственный технический университет filed Critical Самарский государственный технический университет
Priority to RU97121766/09A priority Critical patent/RU2173020C2/en
Publication of RU97121766A publication Critical patent/RU97121766A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2173020C2 publication Critical patent/RU2173020C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: power supplies for off-line loads such as motor cars to start drive engines. SUBSTANCE: system incorporating induction machine with semiconductor (valve-type) electrical energy converter is provided with additional dc converter having control input, converter control device, controlled switch, capacitor connected to dc leads of valve-type converter, and induction-machine stator voltage sensor whose output is connected to input of automatic-control unit; additional dc converter is connected between storage battery leads and valve-type dc converter leads; sensor leads with controlled member inserted in-between are connected through controlled switch. EFFECT: enlarged operating speed range of machine when running as generator. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим машинам с полупроводниковыми (вентильными) преобразователями электроэнергии, и может быть использовано в автономных объектах, в частности автомобилях, для генерирования электрической энергии и запуска приводного двигателя. The invention relates to electrical engineering, in particular to electric machines with semiconductor (valve) power converters, and can be used in stand-alone objects, in particular automobiles, to generate electrical energy and start the drive motor.

Известны электрические системы со стартер-генераторами на базе электрических машин переменного тока /1, 2/. Known electrical systems with starter generators based on electrical machines of alternating current / 1, 2 /.

Известна также электрическая система с асинхронным стартер-генератором и вентильным преобразователем в цепи статора асинхронной машины, соединенный с валом приводного двигателя /3/. Это система содержит аккумуляторную батарею в цепи постоянного тока, соединенную непосредственно с выводами той же полярности вентильного преобразователя. Вал асинхронной машины соединен с валом приводного двигателя через редуктор. Управляющие выводы полупроводниковых элементов вентильного преобразователя соединены с выходами блока выходных каскадов устройства управления, входы которого подключены к выходам трехфазного генератора импульсов, вход которого соединен с выходом основной частоты блока автоматического управления вентильным преобразователем, который содержит микропроцессорное устройство для регулирования частоты и амплитуды напряжения статора асинхронной машины в стартерном и генераторном режимах. Потребители постоянного тока системы соединены с шинами аккумуляторной батареи через преобразователь постоянного тока, стабилизирующий напряжение этих потребителей. Also known is an electrical system with an asynchronous starter-generator and a valve converter in the stator circuit of an asynchronous machine, connected to the shaft of the drive motor / 3 /. This system contains a battery in a direct current circuit connected directly to the terminals of the same polarity of the valve converter. The shaft of the asynchronous machine is connected to the shaft of the drive motor through a gearbox. The control terminals of the semiconductor elements of the valve converter are connected to the outputs of the output stage unit of the control device, the inputs of which are connected to the outputs of a three-phase pulse generator, the input of which is connected to the main frequency output of the valve converter automatic control unit, which contains a microprocessor device for regulating the frequency and amplitude of the stator voltage of the induction machine in starter and generator modes. The system’s DC consumers are connected to the battery tires through a DC / DC converter, which stabilizes the voltage of these consumers.

Рассмотренная система позволяет осуществить эффективный управляемый запуск приводного двигателя от аккумуляторной батареи и вырабатывать электроэнергию для заряда аккумуляторных батарей и электроснабжения потребителей постоянного тока стабилизированным напряжением в генераторном режиме. Недостатком этой системы является снижение перегрузочной способности асинхронной машины при работе с ограничением уровня амплитуды напряжения статора на повышенных частотах и, как следствие, ограничение сверху области рабочих частот вращения приводного двигателя в генераторном режиме (4000 - 4500 мин-1).The considered system makes it possible to carry out an effective controlled start of the drive motor from the storage battery and generate electricity to charge the storage batteries and supply the DC consumers with stabilized voltage in the generator mode. The disadvantage of this system is a decrease in the overload capacity of an asynchronous machine when operating with a limitation of the level of the amplitude of the stator voltage at higher frequencies and, as a result, a limitation from above of the operating frequency range of the rotation of the drive motor in the generator mode (4000 - 4500 min -1 ).

Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, что, с целью устранения этого недостатка, в электрической системе с асинхронным стартер-генератором, включающей асинхронную машину, выводы трехфазной обмотки статора которой соединены с фазными выводами трехфазного вентильного преобразователя типа автономного инвертора напряжения, управляющие входы полупроводниковых элементов вентильного преобразователя соединены с выходами выходных каскадов, входы которых подключены к выходам трехфазного генератора импульсов, вход которого соединен с выходом основной частоты блока автоматического управления вентильным преобразователем, причем вал асинхронной машины соединен с валом двигателя внутреннего сгорания, а два вывода постоянного тока вентильного преобразователя - с однополярными выводами аккумуляторной батареи, к которым подключены выводы потребителей постоянного тока, а также эта система снабжена дополнительным преобразователем постоянного тока с управляющим входом, устройством управления этим преобразователем, управляемым ключом, конденсатором, подключенным к выводам постоянного тока вентильного преобразователя, и датчиком напряжения статора асинхронной машины, выход которого соединен с входом блока автоматического управления, причем дополнительный преобразователь постоянного тока включен между выводами аккумуляторной батареи и выводами постоянного тока вентильного преобразователя, а его однополярные выводы, между которыми включен вентильный управляемый элемент и соединенный с ним последовательно дроссель, соединены управляемым ключом, управляющий вход которого соединен с выводами постоянного тока вентильного преобразователя через пороговый элемент, причем упомянутое устройство управления включает формирователь импульсов управления, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного преобразователя постоянного тока, имеющий вход регулирования ширины импульсов и вход синхронизации, датчик тока аккумуляторов и задатчик тока аккумуляторов, элемент сравнения и регулятор тока, при этом выход датчика тока аккумуляторов подключен на инвертирующий вход элемента сравнения, а на его другой вход подключен выход задатчика тока аккумуляторов, выход элемента сравнения через регулятор тока соединен со входом регулирования ширины импульсов формирователя импульсов управления, а вход синхронизации упомянутого формирователя связан с выходом основной частоты блока автоматического управления вентильным преобразователем. The essence of the alleged invention lies in the fact that, in order to eliminate this drawback, in an electrical system with an asynchronous starter-generator, including an asynchronous machine, the terminals of the three-phase stator winding of which are connected to the phase terminals of a three-phase valve converter of the type of an autonomous voltage inverter, the control inputs of the semiconductor elements of the valve the converter is connected to the outputs of the output stages, the inputs of which are connected to the outputs of a three-phase pulse generator, the input of which о is connected to the main frequency output of the automatic control unit of the valve converter, the shaft of the asynchronous machine is connected to the shaft of the internal combustion engine, and two DC terminals of the valve converter are connected to unipolar battery terminals to which the terminals of the DC consumers are connected, and this system is also equipped with an additional DC / DC converter with a control input, a control device for this converter, controlled by a key, a capacitor, connected to the DC terminals of the valve converter, and the voltage sensor of the stator of the asynchronous machine, the output of which is connected to the input of the automatic control unit, the additional DC converter being connected between the battery terminals and the DC terminals of the valve converter, and its unipolar terminals between which the valve the controlled element and the throttle connected in series with it are connected by a controlled key, the control input of which is connected to DC odes of the valve converter through a threshold element, said control device comprising a control pulse generator, the output of which is connected to a control input of an additional DC converter, having a pulse width control input and a synchronization input, a battery current sensor and a battery current adjuster, a comparison element and a regulator current, while the output of the battery current sensor is connected to the inverting input of the comparison element, and to its other input li ne setpoint output battery current comparison output member through current regulator connected to the inlet width adjustment pulse shaper control pulses and the clock input of said generator connected to the output of the fundamental frequency automatically controlled converter control unit.

Кроме того, предлагаемое изобретение имеет целью уменьшение массообъемных показателей дополнительного преобразователя постоянного тока, что достигается тем, что упомянутое устройство управления снабжено управляемым умножителем частоты с основным и управляющим входами, а также аналого-цифровым преобразователем, причем выход управляемого умножителя частоты соединен с входом синхронизации формирователя импульсов управления, управляющий вход умножителя соединен с выходом датчика напряжения асинхронной машины через аналого-цифровой преобразователь, а основной вход - с выходом основной частоты блока автоматического управления вентильным преобразователем. In addition, the present invention aims to reduce the volumetric performance of an additional DC-DC converter, which is achieved by the fact that the said control device is equipped with a controlled frequency multiplier with main and control inputs, as well as an analog-to-digital converter, the output of a controlled frequency multiplier connected to the synchronization input of the shaper control pulses, the control input of the multiplier is connected to the output of the voltage sensor of the asynchronous machine through analog-digital the converter, and the main input - with the output of the main frequency of the automatic control unit of the valve converter.

Положительный эффект достигается тем, что система снабжена дополнительным преобразователем постоянного тока с управляющим входом, устройством управления этим преобразователем, управляемым ключом, конденсатором, подключенным к выводам постоянного тока вентильного преобразователя, и датчиком напряжения статора асинхронной машины, выход которого соединен с входом блока автоматического управления, причем дополнительный преобразователь постоянного тока включен между выводами аккумуляторной батареи и выводами постоянного тока вентильного преобразователя, а его однополярные выводы, между которыми включен вентильный управляемый элемент и соединенный с ним последовательно дроссель, соединены управляемым ключом, управляющий вход которого соединен с выводами постоянного тока вентильного преобразователя через пороговый элемент, причем упомянутое устройство управления включает формирователь импульсов управления, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного преобразователя постоянного тока, имеющий вход регулирования ширины импульсов и вход синхронизации, датчик тока аккумуляторов, вход которого включен последовательно в цепь аккумуляторов, и задатчик тока аккумуляторов, элемент сравнения и регулятор тока, при этом выход датчика тока аккумуляторов подключен на инвертирующий вход элемента сравнения, а на его другой вход подключен выход задатчика тока аккумуляторов, выход элемента сравнения через регулятор тока соединен со входом регулирования ширины импульсов формирователя импульсов управления, а вход синхронизации упомянутого формирователя связан с выходом основной частоты блока автоматического управления вентильным преобразователем, а также тем, что упомянутое устройство управления снабжено управляемым умножителем частоты с основным и управляющим входами, а также аналого-цифровым преобразователем, причем выход управляемого умножителя частоты соединен с входом синхронизации формирователя импульсов управления, управляющий вход умножителя соединен с выходом датчика напряжения асинхронной машины через аналого-цифровой преобразователь, а основной вход - с выходом основной частоты блока автоматического управления вентильным преобразователем. A positive effect is achieved by the fact that the system is equipped with an additional DC / DC converter with a control input, a control device for this converter, controlled by a key, a capacitor connected to the DC terminals of the valve converter, and a stator voltage sensor of an asynchronous machine, the output of which is connected to the input of the automatic control unit, moreover, an additional DC-DC converter is connected between the battery terminals and the valve DC terminals of the converter, and its unipolar terminals, between which the valve controlled element is connected and the inductor connected in series with it, are connected by a controlled key, the control input of which is connected to the DC terminals of the valve converter via a threshold element, said control device including a control pulse generator, the output of which connected to the control input of an additional DC / DC converter, having a pulse width control input and a sync input a battery current sensor, the input of which is connected in series to the battery circuit, and a battery current regulator, a comparison element and a current regulator, while the output of the battery current sensor is connected to the inverting input of the comparison element, and the output of the battery current regulator is connected to its other input, output the comparison element through the current regulator is connected to the pulse width control input of the control pulse shaper, and the synchronization input of the shaper is connected to the main frequency output automatic control unit of the valve converter, as well as the fact that the said control device is equipped with a controlled frequency multiplier with the main and control inputs, as well as an analog-to-digital converter, the output of the controlled frequency multiplier being connected to the synchronization input of the control pulse generator, the control input of the multiplier connected to the output voltage sensor of an asynchronous machine through an analog-to-digital converter, and the main input - with the output of the main frequency of the automatic block control valve converter.

В качестве примера конкретного выполнения системы приведена система с автомобильным асинхронным стартер-генератором и транзисторным преобразователем частоты. As an example of a specific implementation of the system, a system with an automobile asynchronous starter-generator and a transistor frequency converter is given.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства. In FIG. 1 shows a block diagram of a device.

На фиг. 2 пояснено выполнение вентильного преобразователя и подключения источника питания электронных схем. In FIG. 2 illustrates the implementation of a valve converter and connecting a power source of electronic circuits.

На фиг. 1 асинхронная машина 1 присоединена через редуктор 2 к двигателю внутреннего сгорания (ДВС) 3. Фазы статора асинхронной машины соединены с выводами переменного тока A, B, C вентильного преобразователя (ВП) 4, выводы постоянного тока 5, 6 которого соединены с однополярными выводами аккумуляторной батареи 7. К выводам аккумуляторной батареи подключена бортовая сеть (БС) 8 автомобиля. Она может быть подсоединена через преобразователь постоянного тока, как и в /3/. Выводы постоянного тока вентильного преобразователя 4 соединены с выводами аккумуляторной батареи через дополнительный преобразователь постоянного тока 9, включающий индуктивный элемент (дроссель) 10, транзистор (вентильный управляемый элемент) 11 и обратный диод 12. Цепь с дросселем и транзистором шунтирована управляемым нормально замкнутым ключом 13, вход которого через пороговый элемент 14 подключен к выводам 5, 6 ВП. Частота и амплитуда напряжений переменного тока вентильного преобразователя регулируется блоком автоматического управления 15, выход основной частоты 16 которого соединен со входом вентильного преобразователя 4. На выводы A, B, C подключен датчик напряжения 17, выход которого соединен со входом блока автоматического управления 15. К управляющему входу преобразователя постоянного тока 9 подключен выход устройства управления 18. In FIG. 1 asynchronous machine 1 is connected via a reducer 2 to an internal combustion engine (ICE) 3. The phases of the stator of the asynchronous machine are connected to the AC terminals A, B, C of the valve converter (VP) 4, the DC terminals 5, 6 of which are connected to the unipolar battery terminals batteries 7. The vehicle electrical system (BS) 8 of the vehicle is connected to the battery terminals. It can be connected via a DC / DC converter, as in / 3 /. The DC terminals of the valve converter 4 are connected to the battery terminals through an additional DC converter 9, including an inductive element (inductor) 10, a transistor (valve controlled element) 11 and a reverse diode 12. A circuit with a reactor and a transistor is bridged by a normally-closed key 13, whose input through the threshold element 14 is connected to the conclusions 5, 6 VP. The frequency and amplitude of the AC voltage of the valve converter is regulated by the automatic control unit 15, the main frequency output 16 of which is connected to the input of the valve converter 4. A voltage sensor 17 is connected to terminals A, B, C, the output of which is connected to the input of the automatic control unit 15. To the control the input of the DC / DC converter 9 is connected to the output of the control device 18.

Устройство 18 содержит датчик тока 19 в цепи аккумуляторной батареи, элемент сравнения 20, задатчик тока 21, регулятор тока 22, формирователь импульсов 23 с входом регулирования ширины импульсов 24 и входом синхронизации 25, умножитель частоты 26 с управляющим входом 27 и аналого-цифровой преобразователь 28. The device 18 contains a current sensor 19 in the battery circuit, a comparison element 20, a current controller 21, a current regulator 22, a pulse shaper 23 with a pulse width adjustment input 24 and a synchronization input 25, a frequency multiplier 26 with a control input 27 and an analog-to-digital converter 28 .

При этом выход датчик тока 19 подключен на инвертирующий вход устройства сравнения 20, на неинвертирующий вход которого подключен задатчик 21 зарядного тока аккумуляторов. Выход устройства сравнения соединен с входом регулятора тока 22, который может быть выполнен на электронном усилителе. Выход регулятора тока 22 подключен на вход регулирования ширины импульсов 24 формирователя импульсов 23, на вход синхронизации 25 которого через умножитель частоты 26 подключен выход 16 БАУ. На управляющий вход 27 умножителя частоты 26 через аналого-цифровой преобразователь 28 подключен выход датчика напряжения 17. In this case, the output of the current sensor 19 is connected to the inverting input of the comparison device 20, to the non-inverting input of which the battery charging current setter 21 is connected. The output of the comparison device is connected to the input of the current regulator 22, which can be performed on an electronic amplifier. The output of the current regulator 22 is connected to the input of the pulse width control 24 of the pulse shaper 23, to the synchronization input 25 of which, through the frequency multiplier 26, the output 16 of the ACU is connected. The control input 27 of the frequency multiplier 26 through an analog-to-digital Converter 28 is connected to the output of the voltage sensor 17.

На фиг. 2 изображен вентильный преобразователь 4, выполненный по схеме трехфазного мостового автономного инвертора напряжения. Каждое из плеч моста содержит транзистор и обратный диод. На выводы 5, 6 этого преобразователя включен конденсатор 29. Транзисторы ВП 4 управляются выходными каскадами 30, на входы которых подключен трехфазный генератор импульсов 31, на вход которого подключен выход 16 основной частоты блока автоматического управления 15. На шины 5, 6 вентильного преобразователя 4 через ключ 32 подключен источник питания 33, выходы которого соединены с шинами питания электронных схем описанной электрической системы. Ключ 32 может быть выполнен как ключ зажигания автомобиля. In FIG. 2 shows a valve converter 4 made according to a three-phase bridge autonomous voltage inverter. Each of the shoulders of the bridge contains a transistor and a reverse diode. A capacitor 29 is connected to the terminals 5, 6 of this converter. VP 4 transistors are controlled by output stages 30, to the inputs of which a three-phase pulse generator 31 is connected, to the input of which an output 16 of the main frequency of the automatic control unit 15 is connected. To buses 5, 6 of the valve converter 4, through the key 32 is connected to a power source 33, the outputs of which are connected to power buses of electronic circuits of the described electrical system. The key 32 can be made as the ignition key of the car.

Электрическая система с автомобильным асинхронным стартер-генератором работает следующим образом. The electrical system with a car asynchronous starter-generator operates as follows.

При включении ключа 32 начинает работать источник питания 33 и электронные схемы управления электрической системы. Блок автоматического управления 15 производит регулируемый частотный запуск асинхронной машины 1 от батареи аккумуляторов 7 через вентильный преобразователь 4 (например, как в /2/). Управляемый ключ 13 в стартерном режиме замкнут и преобразователь постоянного напряжения 9 не работает. После разгона двигателя внутреннего сгорания 3 до номинальной скорости он вступает в работу и начинает вращать вал асинхронной машины 1 с частотой вращения больше синхронной. Система переходит в генераторный режим работы. При этом на низких частотах вращения ДВС 3 блок 15 стабилизирует напряжение аккумуляторной батареи 7. После разгона двигателя внутреннего сгорания 3 до частот вращения значительно выше номинальной блок 15 производит регулирование основной частоты на выходе 16 так, чтобы при увеличении частоты вращения вала машины 1 амплитуда напряжения на статоре этой машины увеличивалась, например, так, как это описано в /1/. При этом увеличивается напряжение на выводах 5, 6, срабатывает пороговый элемент 14 (он может быть выполнен в виде катушки реле, а 13 в виде нормально замкнутого контакта этого реле) и управляемый ключ 13 размыкается. Начинает работать преобразователь постоянного тока 9. When you turn on the key 32, the power source 33 and the electronic control circuits of the electrical system begin to work. The automatic control unit 15 makes an adjustable frequency start of the asynchronous machine 1 from the battery of accumulators 7 through a valve converter 4 (for example, as in / 2 /). The controlled key 13 in the starter mode is closed and the DC / DC converter 9 does not work. After accelerating the internal combustion engine 3 to the rated speed, it enters into operation and starts to rotate the shaft of the asynchronous machine 1 with a rotation speed greater than the synchronous one. The system goes into generator mode. At the same time, at low engine speeds 3, the block 15 stabilizes the voltage of the battery 7. After accelerating the internal combustion engine 3 to speeds much higher than the nominal speed, the block 15 adjusts the main frequency at the output 16 so that when the speed of the shaft of the machine 1 increases, the voltage amplitude the stator of this machine increased, for example, as described in / 1 /. This increases the voltage at the terminals 5, 6, triggers the threshold element 14 (it can be made in the form of a relay coil, and 13 in the form of a normally closed contact of this relay) and the controlled key 13 opens. DC / DC converter 9 starts to work.

Работает преобразователь 9 следующим образом. При увеличении напряжения на выводах 5 и 6 увеличивается ток заряда аккумуляторов, увеличивается сигнал с датчика тока 19, который уменьшает сигналы на выходах элемента сравнения 20 и регулятора тока 22, что уменьшает сигнал на входе 24 формирователя импульсов 23 и уменьшает длительность вырабатываемых этим формирователем импульсов, что приводит к уменьшению времени открытого состояния транзистора 11 и уменьшению зарядного тока аккумуляторов. Таким образом ограничивается зарядный тока аккумуляторов. Индуктивный элемент 10 преобразователя 9 служит для сглаживания зарядного тока, а диод 12 для замыкания тока индуктивного элемента 10 при отключении транзистора 11. Converter 9 operates as follows. When the voltage at the terminals 5 and 6 increases, the battery charge current increases, the signal from the current sensor 19 increases, which reduces the signals at the outputs of the comparison element 20 and the current regulator 22, which reduces the signal at the input 24 of the pulse shaper 23 and reduces the duration of the pulses generated by this shaper, which leads to a decrease in the open time of the transistor 11 and a decrease in the charging current of the batteries. Thus, the charging current of the batteries is limited. The inductive element 10 of the Converter 9 is used to smooth the charging current, and the diode 12 for closing the current of the inductive element 10 when the transistor 11 is turned off.

Для устранения автоколебаний, могущих возникнуть в системе регулирования при постоянной частоте работы формирователя импульсов 23, его вход синхронизации 25 соединен с выходом основной частоты 16 БАУ 15. В этом случае частота переключении транзистора 11 кратна частоте выхода 15 и автоколебаний не возникает. To eliminate the self-oscillations that may occur in the control system at a constant frequency of operation of the pulse shaper 23, its synchronization input 25 is connected to the output of the main frequency 16 of the BAU 15. In this case, the switching frequency of the transistor 11 is a multiple of the output frequency 15 and no self-oscillations occur.

Но при постоянной кратности частоты работы ФИ 23 основной частоте БАУ 15 частота переключений транзистора 9 пропорциональна диапазону рабочих частот ДВС, в котором работает преобразователь 9, а массообъемные показатели преобразователя постоянного тока 9 велики при значительном диапазоне изменения указанных рабочих частот из-за увеличения индуктивности дросселя, выбираемой при минимальной частоте, и увеличения массы и объема охладителя транзистора 9, выбираемого при максимальной частоте. But with a constant multiplicity of the operating frequency of FI 23, the main frequency of BAU 15, the switching frequency of the transistor 9 is proportional to the range of operating frequencies of the internal combustion engine in which the converter 9 operates, and the mass-volume indicators of the DC-to-DC converter 9 are large with a significant range of variation of the indicated operating frequencies due to an increase in the inductor inductance selected at the minimum frequency, and increase the mass and volume of the cooler of the transistor 9, selected at the maximum frequency.

Для снижения массообъемных показателей преобразователя постоянного тока 9 между выходом 15 БАУ и входом 25 формирователя импульсов 23 включен управляемый умножитель частоты, на управляющий вход которого подается выходной сигнал датчика напряжения 17, преобразуемый аналого-цифровым преобразователем 28 в цифровую форму. При увеличении сигнала с датчика напряжения 17 уменьшается коэффициент кратности умножителя частоты 26 так, что при увеличении основной частоты выхода 16 частота импульсов на синхронизирующем входе 25 формирователей импульсов изменяется в небольших пределах, что позволяет снизить потери в транзисторе 11 на максимальных частотах вращения ДВС 3 и увеличить частоту переключений транзистора 11 на нижних частотах вращения ДВС, при которых работает преобразователь 9. Последнее позволяет уменьшить массу и объем индуктивного элемента 10. To reduce the volumetric parameters of the DC-DC converter 9 between the output 15 of the BAU and the input 25 of the pulse shaper 23, a controlled frequency multiplier is included, to the control input of which the output signal of the voltage sensor 17 is transmitted, which is converted by an analog-to-digital converter 28 into digital form. When increasing the signal from the voltage sensor 17, the frequency multiplier of the frequency multiplier 26 decreases so that when the main frequency of the output 16 increases, the pulse frequency at the synchronizing input 25 of the pulse shapers changes within small limits, which allows to reduce losses in the transistor 11 at the maximum engine speeds 3 and increase the switching frequency of the transistor 11 at the lower engine speeds, at which the converter 9 operates. The latter allows to reduce the mass and volume of the inductive element 10.

Показанный на фиг. 2 конденсатор 29 необходим для замыкания реактивных токов через мостовую схему вентильного преобразователя при работе преобразователя постоянного тока 9. Shown in FIG. 2, a capacitor 29 is required to close the reactive currents through the bridge circuit of the valve converter during operation of the DC / DC converter 9.

Таким образом, предложенная электрическая система с асинхронным стартер-генератором позволяет производить эффективный регулируемый частотный пуск асинхронной машины при запуске ДВС, а также обеспечивает значительные зарядные токи аккумуляторов и электроснабжение потребителей электроэнергией постоянного тока хорошего качества в генераторном режиме в широком диапазоне изменения частот вращения ДВС при ограниченных массе и объеме дополнительного преобразователя постоянного тока. Thus, the proposed electrical system with an asynchronous starter-generator allows an efficient, adjustable frequency start-up of the asynchronous machine when the engine is started, and also provides significant charging currents of the batteries and power consumers with good quality direct current electricity in the generator mode in a wide range of variation of the engine speed with limited weight and volume of the optional DC / DC converter.

Использованные источники
1. Авт. свид. N 1669075 (СССР), H 02 P 9/4.
Used sources
1. Auth. testimonial. N 1669075 (USSR), H 02 P 9/4.

2. Патент по заявке N 95107184/07, кл. H 02 P 9/14, решение о выдаче 16.12.96. 2. Patent on the application N 95107184/07, cl. H 02 P 9/14, extradition decision 16.12.96.

3. Патент США N 4883973, кл. 290/31, 290/22. 3. US patent N 4883973, CL. 290/31, 290/22.

Claims (2)

1. Электрическая система с асинхронным стартером-генератором, включающая асинхронную машину, выводы трехфазной обмотки статора которой соединены с выводами трехфазного вентильного преобразователя типа автономного инвертора напряжения, управляющие входы полупроводниковых элементов которого соединены с выходами выходных каскадов, входы которых подключены к выходам трехфазного генератора импульсов, вход которого соединен с выходом основной частоты блока автоматического управления вентильным преобразователем, причем вал асинхронной машины соединен с валом двигателя внутреннего сгорания, а два вывода постоянного тока вентильного преобразователя - с однополярными выводами аккумуляторной батареи, к которым подключены шины потребителей постоянного тока, отличающаяся тем, что система снабжена дополнительным преобразователем постоянного тока с управляющим входом, устройством управления этим преобразователем, конденсатором, подключенным к выводам постоянного тока вентильного преобразователя, датчиком напряжения статора асинхронной машины, выход которого соединен с входом блока автоматического управления вентильным преобразователем, причем дополнительный преобразователь постоянного тока включен между выводами аккумуляторной батареи и выводами постоянного тока вентильного преобразователя, и управляемым ключом, который в стартерном режиме замкнут и дополнительный преобразователь постоянного тока не работает, управляющий вход которого соединен с выводами постоянного тока вентильного преобразователя через пороговый элемент, причем упомянутое устройство управления включает формирователь импульсов управления, имеющий вход регулирования ширины импульсов и вход синхронизации, датчик тока аккумулятора и задатчик тока аккумуляторов, элемент сравнения и регулятор тока, при этом выход датчика тока аккумуляторов подключен на инвертирующий вход элемента сравнения, а на его неинвертирующий вход подключен выход задатчика тока аккумуляторов, выход элемента сравнения через регулятор тока соединен с входом регулирования ширины импульсов формирователя импульсов управления, а вход синхронизации упомянутого формирователя связан с выходом основной частоты блока автоматического управления вентильным преобразователем. 1. An electrical system with an asynchronous starter-generator, including an asynchronous machine, the terminals of the three-phase stator winding of which are connected to the terminals of the three-phase valve converter, such as an autonomous voltage inverter, the control inputs of the semiconductor elements of which are connected to the outputs of the output stages, the inputs of which are connected to the outputs of the three-phase pulse generator, the input of which is connected to the output of the main frequency of the automatic control unit of the valve converter, the shaft being asynchronously the machine is connected to the shaft of the internal combustion engine, and two DC outputs of the valve converter are connected to unipolar battery terminals to which DC busbars are connected, characterized in that the system is equipped with an additional DC converter with a control input, a control device for this converter, a capacitor connected to the DC terminals of the valve converter, the voltage sensor of the stator of an asynchronous machine, the output of which is connected with the input of the automatic control unit of the valve converter, the additional DC converter connected between the battery terminals and the DC terminals of the valve converter, and a controlled key that is closed in the starter mode and the additional DC converter does not work, the control input of which is connected to the DC terminals a valve converter through a threshold element, said control device including a driver and control pulses having a pulse width control input and a synchronization input, a battery current sensor and a battery current adjuster, a comparison element and a current regulator, while the output of the battery current sensor is connected to the inverting input of the comparison element, and the output of the battery current adjuster is connected to its non-inverting input, the output of the comparison element through the current regulator is connected to the input of the pulse width control of the control pulse shaper, and the synchronization input of the said shaper is connected to the output of the main frequency of the automatic control unit of the valve converter. 2. Электрическая система с асинхронным стартером-генератором по п.1, отличающаяся тем, что упомянутое устройство управления снабжено управляемым умножителем частоты с основным и управляющим входами и аналого-цифровым преобразователем, причем вход синхронизации формирователя импульсов управления связан с выходом основной частоты блока автоматического управления через умножитель частоты, управляющий вход которого соединен с выходом датчика напряжения асинхронной машины через аналого-цифровой преобразователь. 2. An electric system with an asynchronous starter-generator according to claim 1, characterized in that said control device is provided with a controlled frequency multiplier with main and control inputs and an analog-to-digital converter, the synchronization input of the control pulse generator being connected to the main frequency output of the automatic control unit through a frequency multiplier, the control input of which is connected to the output of the voltage sensor of the asynchronous machine through an analog-to-digital converter.
RU97121766/09A 1997-12-15 1997-12-15 Power system with induction starter-generator RU2173020C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97121766/09A RU2173020C2 (en) 1997-12-15 1997-12-15 Power system with induction starter-generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97121766/09A RU2173020C2 (en) 1997-12-15 1997-12-15 Power system with induction starter-generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97121766A RU97121766A (en) 1999-10-27
RU2173020C2 true RU2173020C2 (en) 2001-08-27

Family

ID=35869769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97121766/09A RU2173020C2 (en) 1997-12-15 1997-12-15 Power system with induction starter-generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2173020C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453034C2 (en) * 2010-07-20 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Control device of asynchronous starter-generator
RU2460204C1 (en) * 2011-04-21 2012-08-27 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" Autonomous starter-generator power supply system
RU196124U1 (en) * 2019-11-21 2020-02-18 Общество с ограниченной ответственностью НАУЧНО- ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ШТОРМ" STARTER-GENERATOR INSTALLATION OF A GAS-TURBINE ENGINE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453034C2 (en) * 2010-07-20 2012-06-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Control device of asynchronous starter-generator
RU2460204C1 (en) * 2011-04-21 2012-08-27 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" Autonomous starter-generator power supply system
RU196124U1 (en) * 2019-11-21 2020-02-18 Общество с ограниченной ответственностью НАУЧНО- ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ШТОРМ" STARTER-GENERATOR INSTALLATION OF A GAS-TURBINE ENGINE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6631080B2 (en) Systems and methods for boosting DC link voltage in turbine generators
Chang et al. On the design of power circuit and control scheme for switched reluctance generator
EP0762596B1 (en) Motor vehicle alternator
US6938713B1 (en) Dynamotor of hybrid vehicle, and method of control thereof
RU2670559C1 (en) Vehicle and its control method
US7135784B2 (en) Fast torque control of a belted alternator starter
US6320274B1 (en) Onboard electrical system for a vehicle with switch connections between electrical subsystems
US8674633B2 (en) Starting time control method and device for IC engine
RU99114456A (en) ELECTRICAL SYSTEM FOR TURBINE / AC GENERATOR ON A COMMON SHAFT
JP4119492B2 (en) Generator control method
JP2002084672A (en) Power supply system for vehicle
KR100611178B1 (en) Control device for motor-driven 4wd vehicle and related control method
US6304056B1 (en) Pulsed charge power delivery circuit for a vehicle having a combined starter/alternator
US6580178B1 (en) Pulsed charge starter/alternator control system
RU2173020C2 (en) Power system with induction starter-generator
RU2282301C2 (en) Energy plant with asynchronous starter-generator
US6501244B2 (en) Method and apparatus for controlling a high-speed AC permanent magnet synchronous motor coupled to an industrial turbo engine
RU2745149C1 (en) Method of controlling a diesel generator set when an asynchronous motor is turned on
RU2743391C1 (en) Electric power generation system and operating method of power generation system
KR101315041B1 (en) Hybrid power apparatus
RU2811064C1 (en) Method for controlling power plant with asynchronous starter generator
RU2104612C1 (en) Control gear for automobile induction starter-generator
JPH10191506A (en) Vehicle-driving device
JP7292527B2 (en) Power conversion device and drive control device
JPH03173324A (en) Ac generator controller for vehicle

Legal Events

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

Effective date: 20041216

NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061216