RU2510796C1 - Система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания - Google Patents
Система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510796C1 RU2510796C1 RU2012146425/07A RU2012146425A RU2510796C1 RU 2510796 C1 RU2510796 C1 RU 2510796C1 RU 2012146425/07 A RU2012146425/07 A RU 2012146425/07A RU 2012146425 A RU2012146425 A RU 2012146425A RU 2510796 C1 RU2510796 C1 RU 2510796C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion engine
- rotor
- starter
- output
- position sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, а именно к стартер-генераторным устройствам транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Технический результат заключается в снижении неравномерности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, возникающей от пульсаций моментов ДВС и ВЭМ. Тем самым повысится комфортность транспортного средства и уменьшится влияние вибраций на долговечность комплектующих элементов. Сущность предложенного изобретения состоит в следующем: система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержит накопитель электрической энергии, например емкостной или аккумулятор, электрически связанный с системой управления, включающей в себя широтно-импульсный преобразователь напряжения, коммутатором и вентильной электрической машиной, статор которой жестко закреплен на картере ДВС, а ротор является маховиком ДВС, и датчиком положения ротора, выход которого электрически связан с коммутатором. Согласно изобретению система дополнительно снабжена дифференциальным звеном второго порядка, вход которого электрически связан с выходом датчика положения ротора, а выход дифференциального звена второго порядка выполнен с возможностью выработки отрицательной обратной связи по второй производной угла поворота ротора на вход системы управления. 1ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к стартер-генераторным устройствам транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания.
Из уровня техники известен стартер-генератор автомобиля (патент RU на изобретение №2265133, опубл. 27.11.2005). Согласно изобретению стартер-генератор автомобиля содержит вентильную электромашину с управляющим контроллером, постоянные магниты, установленные на маховике двигателя, и обмотки статора, закрепленные на картере двигателя. Маховик двигателя установлен с возможностью перемещения относительно пакета и обмоток статора вдоль оси коленвала. Пакет статора с обмотками установлен на картере двигателя (ДВС) посредством диска соосно с маховиком и коленвалом, а плоскость диска параллельна плоскости маховика. При этом на выходе стартер-генератора введен высоковольтный преобразователь напряжения, управляющий вход которого связан с управляющим контроллером через регулятор напряжения.
К недостаткам данного устройства относятся сложность механической конструкции и отсутствие возможности гашения колебаний ротора.
Также из уровня техники известна система генератор - двигатель (JP 200231392429.10.02, опубл. 12.02.2009), которая содержит вращающуюся электрическую машину, имеющую многофазную обмотку и работающую, как в режиме электродвигателя; схему управления вращающейся электрической машиной. Схема управления включает в себя инвертор, состоящий из трех последовательных цепей, соединенных параллельно друг другу. Каждая последовательная цепь подсоединена к плюсовой и минусовой шинам питания и содержит по два ключевых элемента, каждый из которых зашунтирован обратным диодом. Общие точки соединения ключевых элементов последовательных цепей подсоединены к фазам статорной обмотки вращающейся электрической машины.
Недостатком известной системы является сложность электрической схемы и неравномерность вращения общего вала в режиме холостого хода ДВС.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для управления стартер-генератором ДВС, которое выбрано в качестве прототипа (JP 20022175770 17.06.02, опубл. 23.04.2008).
Стартер-генератор 2 имеет ротор с магнитными полюсами, закрепленный на коленчатом валу двигателя, и статор с n (n - целое число больше 3) выводами от n якорных обмоток, соединенных в звезду или кольцо.
Устройство управления содержит: датчик 7 положения ротора; мостовой инвестор 4, выполненный на ключевых элементах и обратных диодах, подключенных параллельно ключевым элементам, и соединенный с выводами якорных обмоток стартера - генератора; блок 10 управления инвестором, который при пуске двигателя подает управляющий сигнал на ключевые элементы инвестора; блок 12 для задания тока нагрузки, подсоединенной к аккумуляторной батарее; блок 14 памяти, в котором хранится зависимость между частотой вращения ротора, нагрузочным током и моментом превышения выходным напряжением якорной обмотки заданной величины.
К недостаткам данного устройства относятся сложность конструкции и электрической схемы, а также отсутствие демпфирования неравномерности вращения ротора.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение конструкции, электрической схемы за счет сокращения числа элементов, а также демпфирование колебаний ротора, возникающих при вращении из-за пульсаций моментов ДВС и электрической машины.
Поставленная задача решается тем, что система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая накопитель электрической энергии, например емкостной или аккумулятор, электрически связанный с системой управления, включающей в себя широтно-импульсный преобразователь напряжения, коммутатором и вентильной электрической машиной, статор которой жестко закреплен на картере ДВС, а ротор является маховиком ДВС, и датчик положения ротора, выход которого электрически связан с коммутатором, согласно изобретению дополнительно снабжена дифференциальным звеном второго порядка, вход которого электрически связан с выходом датчика положения ротора, причем на выходе дифференциального звена второго порядка вырабатывается отрицательная обратная связь по второй производной угла поворота ротора на вход системы управления.
Технический результат по предлагаемому изобретению состоит в упрощении конструкции электрической схемы за счет сокращения числа элементов, а также демпфировании колебаний ротора, возникающих при вращении, из-за пульсаций моментов ДВС и электрической машины.
Предлагаемая система иллюстрируется чертежом, на котором изображена структурная схема «Системы стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания».
Система состоит из накопителя электрической энергии (НЭЭ) - 1, например емкостного или аккумулятора, или сочетания этих устройств, электрически связанного с СУ - системой управления 2, включающей в себя широтно-импульсный преобразователь напряжения, К - коммутатором 3 и ВЭМ - вентильной электрической машиной 4, статор которой жестко закреплен на картере ДВС - двигателя внутреннего сгорания 5, а ротор является маховиком ДВС 5, и ДП - датчика положения ротора 6, выход которого связан с коммутатором 3, электрически соединенным с обмотками статора вентильной электрической машиной 4, система дополнительно снабжена ДЗ -дифференциальным звеном второго порядка 7, вход которого электрически связан с выходом датчика положения ротора 6, причем выход дифференциального звена второго порядка 7 электрически связан с входом системы управления 2.
Система по предлагаемому изобретению работает следующим образом. ДВС 5, ВЭМ 4 и ДП 6 имеют общий вал вращения. ВЭМ 4 работает как двигатель, потребляя энергию от НЭЭ 1, при пуске ДВС 5, или - как генератор, отдавая электроэнергию в НЭЭ 1, после пуска ДВС 5. В обоих случаях на общий вал воздействуют возмущения по моменту, создаваемые ДВС 5 и ВЭМ 4, вызывая отклонения скорости вращения от постоянного значения. Особенно это проявляется на холостом ходу ДВС 5, когда общий вал механически отсоединен от массы транспортного средства. Возникает динамический момент
где
где J - суммарный момент инерции системы, приведенный к общему валу, кгм2;
Датчик положения ротора 6 выдает на коммутатор 3 информацию об угле положения ротора для управления силовыми ключами, создающими вращающееся магнитное поле статора ВЭМ 4. Также информация об угле положения ротора поступает на вход дифференциального звена 7, который берет от нее вторую производную. Таким образом, вырабатывается сигнал обратной связи, пропорциональный ускорению ротора или динамическому моменту
. Величина сигнала обратной связи регулируется пропорциональным звеном, входящим в состав системы управления 2, и со знаком минус подается на вход широтно-импульсного преобразователя напряжения (ШИП). Формируется обратно пропорциональная зависимость скважности ШИП или, что то же самое - напряжения НЭЭ 1 на обмотках статора ВЭМ 4 от ускорения ротора. В двигательном режиме работы, при положительном ускорении ротора, электромагнитный момент ВЭМ 4 уменьшается. В генераторном режиме работы, при положительном ускорении ротора, тормозной электромагнитный момент ВЭМ 4 увеличивается. Таким образом, происходит демпфирование колебаний общего вала относительно постоянной скорости вращения.
Предлагаемое изобретение позволяет снизить неравномерность вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, возникающую от пульсаций моментов ДВС 5 и ВЭМ 4. Тем самым повышается комфортность транспортного средства и уменьшается влияние вибраций на долговечность комплектующих элементов.
Claims (1)
- Система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая накопитель электрической энергии, электрически связанный с системой управления, коммутатором и вентильной электрической машиной, статор которой жестко закреплен на картере ДВС, а ротор является маховиком ДВС, и датчиком положения ротора, выход которого электрически связан с коммутатором, отличающаяся тем, что система снабжена дифференциальным звеном второго порядка, вход которого электрически связан с выходом датчика положения ротора, а выход дифференциального звена второго порядка выполнен с возможностью выработки отрицательной обратной связи по второй производной угла поворота ротора на вход системы управления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146425/07A RU2510796C1 (ru) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | Система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012146425/07A RU2510796C1 (ru) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | Система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2510796C1 true RU2510796C1 (ru) | 2014-04-10 |
Family
ID=50437642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012146425/07A RU2510796C1 (ru) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | Система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510796C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650889C2 (ru) * | 2016-06-06 | 2018-04-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Стартер-генератор |
RU2700808C2 (ru) * | 2014-10-16 | 2019-09-23 | Ман Трак Унд Бас Аг | Стартер-генератор коленчатого вала |
RU2711097C1 (ru) * | 2019-03-12 | 2020-01-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Стартер-генератор с дифференциальным электроприводом и способ управления стартер-генератором |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2258298C1 (ru) * | 2003-12-22 | 2005-08-10 | Иркутский военный авиационный инженерный институт | Тензорезисторный регулятор напряжения и тока стартера-генератора |
RU2265133C1 (ru) * | 2004-04-14 | 2005-11-27 | Дубских Николай Иванович | Стартер-генератор автомобиля |
RU2268392C2 (ru) * | 2003-10-29 | 2006-01-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Способ управления стартер-генератором и блок формирования заданных значений составляющих вектора тока статора |
GB2443032A (en) * | 2006-11-14 | 2008-04-23 | Goodrich Control Sys Ltd | Rotating machine operable as a generator and as a starter |
RU2460204C1 (ru) * | 2011-04-21 | 2012-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Автономная стартер-генераторная система электроснабжения |
-
2012
- 2012-10-31 RU RU2012146425/07A patent/RU2510796C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2268392C2 (ru) * | 2003-10-29 | 2006-01-20 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Способ управления стартер-генератором и блок формирования заданных значений составляющих вектора тока статора |
RU2258298C1 (ru) * | 2003-12-22 | 2005-08-10 | Иркутский военный авиационный инженерный институт | Тензорезисторный регулятор напряжения и тока стартера-генератора |
RU2265133C1 (ru) * | 2004-04-14 | 2005-11-27 | Дубских Николай Иванович | Стартер-генератор автомобиля |
GB2443032A (en) * | 2006-11-14 | 2008-04-23 | Goodrich Control Sys Ltd | Rotating machine operable as a generator and as a starter |
RU2460204C1 (ru) * | 2011-04-21 | 2012-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Автономная стартер-генераторная система электроснабжения |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700808C2 (ru) * | 2014-10-16 | 2019-09-23 | Ман Трак Унд Бас Аг | Стартер-генератор коленчатого вала |
RU2650889C2 (ru) * | 2016-06-06 | 2018-04-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Стартер-генератор |
RU2711097C1 (ru) * | 2019-03-12 | 2020-01-15 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" | Стартер-генератор с дифференциальным электроприводом и способ управления стартер-генератором |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Design and testing of a belt-driven induction starter-generator | |
CN105874189B (zh) | 发动机单元及车辆 | |
JP2996468B2 (ja) | 車両振動制御装置 | |
JP2014213637A (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
RU2510796C1 (ru) | Система стартер-генератор двигателя внутреннего сгорания | |
Hao et al. | Brushless fast starter for automotive engine start/stop application | |
JP5174617B2 (ja) | 回転電機装置及びその制御装置 | |
TWI545876B (zh) | 電動車延距系統及其充電方法、發電設備與發電設備控制方法 | |
WO2009039172A2 (en) | Active control of torsional vibration from an engine driven generator set | |
JP6677176B2 (ja) | 電力変換回路の制御装置、回転電機ユニット | |
CN112087102B (zh) | 一种增程器发电装置及车辆 | |
Spillane et al. | Supervisory control of a HV integrated starter-alternator with ultracapacitor support within the 42 V automotive electrical system | |
Vishnurameshkumar et al. | Starter motor control system | |
JP5950017B2 (ja) | 車両用電動機の制御装置 | |
WO2018097013A1 (ja) | 回転電機の制御装置、回転電機ユニット | |
JP2013180716A (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
KR20160148215A (ko) | 얼터네이터 제어 장치 | |
JP6948845B2 (ja) | 電子制御装置 | |
Murugesan et al. | Development of ECU based starting system for automobiles | |
Hao et al. | Brushless fast starter for automotive start/stop application | |
JP2013107587A (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
KR101916796B1 (ko) | 차량을 위한 교류 발전기 및 그것의 동작 방법 | |
Tsyvinskyy et al. | STARTER GENERATOR SYSTEM FOR CARS | |
CN112930648B (zh) | 电力转换装置 | |
JP6933919B2 (ja) | 電子制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170427 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191101 |