RU2735322C1 - Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания - Google Patents
Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2735322C1 RU2735322C1 RU2019143141A RU2019143141A RU2735322C1 RU 2735322 C1 RU2735322 C1 RU 2735322C1 RU 2019143141 A RU2019143141 A RU 2019143141A RU 2019143141 A RU2019143141 A RU 2019143141A RU 2735322 C1 RU2735322 C1 RU 2735322C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- cylinders
- power plant
- internal combustion
- output shaft
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 title claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D17/00—Controlling engines by cutting out individual cylinders; Rendering engines inoperative or idling
- F02D17/02—Cutting-out
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L1/00—Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству, преобразованию и передаче электрической энергии - системам для управления электрическими генераторами с целью получения требуемого значения выходных параметров, а именно к автономным источникам электрического питания, имеющим в качестве источника энергии силовые установки внутреннего сгорания. Технический результат - обеспечение стабильной частоты тока, вырабатываемого автономной энергетической установкой с двигателем внутреннего сгорания и повышение ее экономичности. Для этого предложен способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания, в котором дополнительно при снижении нагрузки ниже установленного значения, отключается подача топлива в один или несколько цилиндров, до тех пор, пока остаются в работе такое количество цилиндров, при котором частота вращения выходного вала остается в заданных пределах, при этом в отключенных цилиндрах выпускные клапаны устанавливают в постоянно открытом, нижнем положении, а частоту вращения выходного вала силовой установки определяют по частоте вырабатываемого напряжения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к производству, преобразованию и передаче электрической энергии - системам для управления электрическими генераторами с целью получения требуемого значения выходных параметров, а именно к автономным источникам электрического питания, имеющим в качестве источника энергии силовые установки внутреннего сгорания.
Известен способ преобразования частоты основанный на том, что с помощью двух каналов управления управляют силовыми ключами активного выпрямителя и автономного инвертора, при этом в одном канале эталонный модулирующий сигнал, задающий коммутационную функцию, последовательно подвергают фазовой и амплитудной предмодуляциям, широтно-импульсной модуляции и фазовой демодуляции, а в другом - последовательно подвергают амплитудной и адаптирующей предмодуляциям и широтно-импульсной модуляции с использованием высокочастотного опорного сигнала (см. патент РФ 2269860; МПК Н02М 5/16 (2006.01), Н02М 9/06 (2006.01); опубл. 2006 г.).
Известен способ частотной модуляции, основанный на изменении по закону модулирующего сигнала частоты перестраиваемого генератора, синхронизируемого стабильным опорным генератором, отличающийся тем, что изменяют по закону инверсного модулирующего сигнала частоту дополнительного перестраиваемого генератора, стабилизированного тем же опорным генератором, умножают в n раз частоту основного и в (n-1) раз частоту дополнительного перестраиваемых генераторов, а затем выделяют сигнал разностной частоты (см. патент РФ 2114498; МПК Н03С 3/06 (1995.01); опубл. 1998 г.).
Известен способ преобразования девиации частоты периодического сигнала, основанный на синхронизации частот периодических сигналов, заключающийся в том, что перемножают входной сигнал и первый синхронизируемый сигнал, выделяют второй сигнал синхронизации с разностной частотой, которым синхронизируют второй синхронизируемый сигнал, перемножают входной сигнал и второй синхронизируемый сигнал, выделяют первый сигнал синхронизации с разностной или суммарной частотой, которым синхронизируют первый синхронизируемый сигнал, перемножают синхронизируемые сигналы и выделяют выходной сигнал с разностной или суммарной частотой, отличающийся тем, что у одного из сигналов синхронизации дополнительно преобразуют начальную фазу таким образом, чтобы фазовый сдвиг между сигналом синхронизации и синхронизируемым сигналом стал инверсным по отношению к соответствующему фазовому сдвигу до преобразования (см. патент РФ 2216848; МПК Н03В 21/04 (2000.01), Н03С 3/06 (2000.01), H03D 7/16 (2000.01); опубл. 2003 г.).
Указанные способы направлены на стабилизацию либо изменение частот выходного сигнала и направлены на обеспечение требуемых его показателей, при этом не учитывают особенности формирования входного сигнала, и, соответственно, не обеспечивают повышение коэффициента полезного действия источника входного сигнала, не обеспечивают снижение потерь при его формировании, а, следовательно, и не обеспечивают наиболее рациональных режимов установок в целом с точки зрения их экономичности.
Наиболее близким по применяемому техническому решению и достигаемому результату является способ регулирования мощности поршневого двигателя внутреннего сгорания - прототип, заключающийся в том, что в цилиндрах силовой установки осуществляются рабочие циклы с частотой, задаваемой валом отбора мощности, путем изменения массы сжигаемого топлива для поддержания постоянной частоты вращения вала независимо от нагрузки, в котором в соответствие с изменением нагрузки изменяют частоту выполненных рабочих циклов, а частоту вращения вала выбирают из полосы частот, при которых двигатель имеет минимальный удельный расход топлива (см. патент РФ 2135802; МПК F02D 17/02 (1995.01); опубл. 1999 г.).
Указанный способ обеспечивает экономичный режим работы силовой установки с одновременным поддержанием оптимальной температуры внутри цилиндров, что позволяет в случае необходимости быстро вывести силовую установку на номинальный режим работы. Однако, в случае дальнейшего снижения нагрузки количество пропусков рабочих циклов увеличивается до такого значения, что сгорание рабочей смеси происходит в остывших цилиндрах, что ухудшает процессы воспламенения и горения, существенно увеличивает отложение нагара внутри цилиндров, приводит к повышенному износу и значительному увеличению вредных веществ (продуктов неполного сгорания - CHn, СО) в отработавших газах, кроме того, данный способ не обеспечивает стабильную частоту вращения коленчатого вала силовой установки в случае ее работы на минимальных нагрузках и не снижает внутренние потери силовой установки, а следовательно и не повышает коэффициент полезного действия системы в целом.
Настоящее изобретение направлено на обеспечение стабильной частоты тока, вырабатываемого автономной энергетической установкой с двигателем внутреннего сгорания и повышение ее экономичности.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе регулирования мощности поршневого двигателя внутреннего сгорания дополнительно при снижении нагрузки ниже установленного значения, отключается подача топлива в один или несколько цилиндров, до тех пор, пока остается в работе такое количество цилиндров, которое обеспечивает стабильную частоту вращения выходного вала, при этом в отключенных цилиндрах выпускные клапаны устанавливают в постоянно открытом, нижнем положении, а частоту вращения входного вала силовой установки определяют по частоте вырабатываемого тока.
Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания, при котором в цилиндрах силовой установки осуществляются рабочие циклы с частотой, задаваемой датчиком измерения выходной частоты, путем изменения массы сжигаемого топлива для поддержания постоянной частоты вращения выходного вала независимо от нагрузки изменением частоты выполненных рабочих циклов, в котором дополнительно при снижении нагрузки ниже установленного значения, отключается подача топлива в один или несколько цилиндров, до тех пор, пока остаются в работе такое количество цилиндров, при котором частота вращения выходного вала остается в заданных пределах, при этом в отключенных цилиндрах выпускные клапаны устанавливают в постоянно открытом, нижнем положении, а частоту вращения выходного вала силовой установки определяют по частоте вырабатываемого напряжения.
Данный способ проиллюстрирован на фиг. 1.
Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания 1 с силовой установкой внутреннего сгорания 2 и генератором переменного тока 3, при котором в цилиндрах силовой установки 4 осуществляются рабочие циклы с частотой, задаваемой датчиком измерения выходной частоты 5, путем изменения массы сжигаемого топлива для поддержания постоянной частоты вращения выходного вала 6 независимо от нагрузки изменением частоты выполненных рабочих циклов, в котором дополнительно при снижении нагрузки ниже установленного значения, отключается подача топлива в один или несколько цилиндров 4, до тех пор, пока остаются в работе такое количество цилиндров, при котором частота вращения выходного вала 6 остается в заданных пределах, при этом в отключенных цилиндрах 4 выпускные клапаны 7 устанавливают в постоянно открытом, нижнем положении, а частоту вращения выходного вала 6 силовой установки 2 определяют по частоте вырабатываемого напряжения.
В процессе работы автономного источника электропитания 1 с силовой установкой внутреннего сгорания 2 и генератором переменного тока 3 датчик измерения выходной частоты 5 измеряет частоту напряжения, вырабатываемого автономного источника электропитания 1. В случае, если частота измеряемого напряжения отклоняется от заданной, сигнал от датчика измерения выходной частоты 5 подается на исполнительное устройство 8, которое начинает либо увеличивать количество топлива, поступающего в цилиндры 4 силовой установки 2, либо уменьшать его, тем самым поддерживая частоту вращения выходного вала 6 в заданных пределах и обеспечивая требуемую частоту вырабатываемого напряжения. В зависимости от нагрузки, и, соответственно от изменения частоты выходного напряжения исполнительное устройство 8 увеличивает либо снижает количество топлива, подаваемого в цилиндры 4 и тем самым, обеспечивает стабильную частоту вращения выходного вала 6, и, соответственно, частоту выходного напряжения. В случае существенного снижения нагрузки исполнительное устройство 8 подает топливо в цилиндры 4, пропуская необходимое количество рабочих циклов, и тем самым поддерживая частоту вращения выходного вала 6, а, следовательно, и частоту выходного напряжения в требуемом диапазоне. при дальнейшем снижении нагрузки и достижении ее заданного значения, исполнительное устройство 8 отключает подачу топлива в необходимое количество цилиндров 4, и одновременно, подает команду на предотвращение закрытия выпускных клапанов 7 в упомянутых цилиндрах 4, одновременно, оставшиеся в работе цилиндры включаются в работу без пропусков подачи топлива. При увеличении нагрузки подача топлива в цилиндры 4 восстанавливается последовательно.
Таким образом, предлагаемый способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания обеспечивает стабильную частоту выходного напряжения путем изменения количества топлива, подаваемого в цилиндры силовой установки, что снижает количество потребляемого топлива по сравнению со способами электронной стабилизации частоты, при этом одновременно уменьшаются внутренние потери силовой установки за счет поддержания выпускных клапанов отключаемых цилиндров в открытом состоянии и, соответственно повышается коэффициент полезного действия автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания и генератором переменного тока. При этом количество нагара, образовавшегося в отключаемых цилиндрах будет незначительно ввиду преимущественной работы цилиндров в диапазоне рабочих температур, и в случае выхода силовой установки на номинальный режим, произойдет самоочистка внутренних поверхностей.
Claims (1)
- Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания, при котором в цилиндрах силовой установки осуществляются рабочие циклы с частотой, задаваемой датчиком измерения выходной частоты, путем изменения массы сжигаемого топлива для поддержания постоянной частоты вращения выходного вала независимо от нагрузки путем изменения частоты выполненных рабочих циклов, отличающийся тем, что в нем дополнительно при снижении нагрузки ниже установленного значения, отключается подача топлива в один или несколько цилиндров, до тех пор, пока остаются в работе такое количество цилиндров, при котором частота вращения выходного вала остается в заданных пределах, при этом в отключенных цилиндрах выпускные клапаны устанавливают в постоянно открытом, нижнем положении, а частоту вращения выходного вала силовой установки определяют по частоте вырабатываемого напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019143141A RU2735322C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019143141A RU2735322C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2735322C1 true RU2735322C1 (ru) | 2020-10-30 |
Family
ID=73398469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019143141A RU2735322C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2735322C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2135802C1 (ru) * | 1994-08-17 | 1999-08-27 | Виленский Борис Израилевич | Способ регулирования мощности поршневого двигателя внутреннего сгорания |
RU2174062C2 (ru) * | 1999-12-07 | 2001-09-27 | Кубанский государственный аграрный университет | Автономный источник питания |
RU2244988C2 (ru) * | 2000-12-21 | 2005-01-20 | Касио Компьютер Ко., Лтд | Система источника питания, состоящая из отсоединяемого топливного блока и узла выработки энергии, электрическое устройство, приводимое в действие системой источника питания, и биоразлагаемая оболочка топливного блока, используемого в системе |
EP2919382A1 (en) * | 2012-11-09 | 2015-09-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Power source device |
-
2019
- 2019-12-23 RU RU2019143141A patent/RU2735322C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2135802C1 (ru) * | 1994-08-17 | 1999-08-27 | Виленский Борис Израилевич | Способ регулирования мощности поршневого двигателя внутреннего сгорания |
RU2174062C2 (ru) * | 1999-12-07 | 2001-09-27 | Кубанский государственный аграрный университет | Автономный источник питания |
RU2244988C2 (ru) * | 2000-12-21 | 2005-01-20 | Касио Компьютер Ко., Лтд | Система источника питания, состоящая из отсоединяемого топливного блока и узла выработки энергии, электрическое устройство, приводимое в действие системой источника питания, и биоразлагаемая оболочка топливного блока, используемого в системе |
EP2919382A1 (en) * | 2012-11-09 | 2015-09-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Power source device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5628294A (en) | System and method for metering the fuel supply to a combustion installation operating on more than one type of fuel | |
US20060213200A1 (en) | System and method for turbine engine adaptive control for mitigation of instabilities | |
CN102374038B (zh) | 自学习的前馈和主动抗扰反馈结合的vvt控制方法 | |
RU2697016C2 (ru) | Способ и система для оценки заряда воздуха | |
CN101657610B (zh) | 发电站设备以及用于运行这种发电站设备的方法 | |
US7568349B2 (en) | Method for controlling combustion device dynamics | |
US20110259298A1 (en) | Knocking Control System for Gas Engine | |
WO2008110726A3 (fr) | Optimisation de la generation d'une etincelle d'allumage radio-frequence | |
US20170198649A1 (en) | Valve Control Processes for an Internal Combustion Engine | |
RU2735322C1 (ru) | Способ стабилизации частоты выходного напряжения автономного источника электропитания с силовой установкой внутреннего сгорания | |
JP6446627B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
JP2010084680A (ja) | ガスエンジンの制御装置 | |
EP3399178A1 (en) | Gas engine system | |
EP1375835B1 (en) | VCT solenoid dither frequency control | |
JP2011043161A (ja) | エンジン作動中におけるグロープラグの作動方法とその方法を実行するグロープラグ制御器 | |
RU2372639C2 (ru) | Способ и устройство для управления силовой установкой с использованием алгоритма модуляции | |
JP5018821B2 (ja) | バルブタイミング制御装置 | |
US20220403793A1 (en) | Internal combustion engine with exhaust gas aftertreatment and control of the nitrogen oxide emissions | |
RU2561359C2 (ru) | Способ эксплуатации камеры сгорания при работе в неустановившемся режиме | |
RU2724104C1 (ru) | Автономная двухагрегатная электростанция | |
CN114893274A (zh) | 一种汽油机机油压力的控制方法及*** | |
US7527029B2 (en) | Controller for plant using PWM algorithm | |
RU2135802C1 (ru) | Способ регулирования мощности поршневого двигателя внутреннего сгорания | |
RU2790439C1 (ru) | N-агрегатная автономная электростанция | |
RU2253030C1 (ru) | Способ регулирования дизель-электрического агрегата и устройство для регулирования дизель-электрического агрегата |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210226 Effective date: 20210226 |