FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to transport and can be used in transport devices for electric start-up of internal combustion engine (ICE). Starter-generator with differential electric drive comprises synchronous reactive machine of independent excitation and differential reduction gear electrically connected to control system and on-board power supply source; starter-generator operation modes setting unit, two-channel control system and two converters; differential planetary reduction gear comprising a sun gear, a carrier with satellites and an epicycle, on the shaft of which there is a mechanical brake. Between the epicycle shaft and the sun gear a friction clutch is installed; shaft of sun gear is mechanically connected to the shaft of synchronous reactive machine of independent excitation, and carrier shaft – to crankshaft of internal combustion engine. Stator windings of synchronous reactive machine of independent excitation are connected to output power clamps of the first converter, input channels of which are connected to output terminals of the first channel of control system; output clamps of the second channel of the control system are connected to input terminals of the second converter, and output clamps of the second converter are electrically connected to the mechanical brake and the friction clutch of the reduction gear. Input terminals of the control system are connected to the operating conditions setting unit. Besides, flywheel is additionally installed on epicycle shaft. In the method of controlling a starter-generator with a differential electric drive, at first, a mechanical brake is actuated, and a friction clutch between the sun gear and the carrier is switched off; using the first converter of the electrical machine, increasing the angular velocity of the crankshaft of the internal combustion engine according to a predetermined law to a value corresponding to the stable operating mode of the internal combustion engine; after internal combustion engine start-up, mechanical brake is disconnected, second transducer is acted on differential planetary reduction gear to synchronize angular speeds of sun gear shafts and carrier; then using second converter includes friction coupling between epicycle and sun gear, locking all links of differential planetary gear and thus turning starter-generator into on-board network generator mode. Besides, first, with mechanical brake and friction clutch disengaged, mechanical energy is stored in flywheel by accelerating it with synchronous independent excitation machine to preset angular speed, then, synchronous independent excitation reaction machine is braked, moment is created for start-up of internal combustion engine on its shaft, and after reduction of angular speed of flywheel to zero mechanical brake is switched on and start-up of internal combustion engine is continued. Additionally, with internal combustion engine operating, acting on magnetic flux of synchronous reactive machine of independent excitation, reducing its electromotive force of rotation, is converted from generator to engine mode and thereby creating additional torque moment on crankshaft of internal combustion engine.EFFECT: possibility of increasing the value of the starting torque on the ICE crankshaft shaft.5 cl, 5 dwg
Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в транспортных устройствах для электрического пуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Техническим результатом является возможность увеличения величины пускового момента на валу коленчатого вала ДВС. Стартер-генератор с дифференциальным электроприводом содержит синхронную реактивную машину независимого возбуждения и дифференциальный редуктор, электрически связанные с системой управления и с источником питания бортовой сети; узел задания режимов работы стартер-генератора, двухканальную систему управления и два преобразователя; дифференциальный планетарный редуктор, содержащий солнечную шестерню, водило с сателлитами и эпицикл, на валу которого установлен механический тормоз. Между валами эпицикла и солнечной шестерни установлена фрикционная муфта; вал солнечной шестерни механически соединен с валом синхронной реактивной машины независимого возбуждения, а вал водила - с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания. Статорные обмотки синхронной реактивной машины независимого возбуждения подключены к выходным силовым зажимам первого преобразователя, входные каналы которого подключены к выходным зажимам первого канала системы управления; выходные зажимы второго канала системы управления подключены к входным зажимам второго преобразователя, а выходные зажимы второго преобразователя электрически соединены с механическим тормозом и фрикционной муфтой редуктора. Входные зажимы системы управления подключены к узлу задания режимов работы. Кроме того, на валу эпицикла дополнительно установлен маховик. В способе управления стартер-генератором с дифференциальным электроприводом сначала включают механический тормоз, а фрикционную муфту между солнечной шестерней и водилом отключают; с помощью первого преобразователя электрической машины увеличивают угловую скорость коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания по заданному закону до величины, соответствующей устойчивому рабочему режиму двигателя внутреннего сгорания; после пуска двигателя внутреннего сгорания отключают механический тормоз, воздействуют с помощью второго преобразователя на дифференциальный планетарный редуктор, синхронизируют угловые скорости валов солнечной шестерни и водила; затем с помощью второго преобразователя включают фрикционную муфту между эпициклом и солнечной шестерней, блокируя все звенья дифференциального планетарного редуктора и переводя тем самым стартер-генератор в режим генератора бортовой сети. Кроме того, сначала при отключенных механическом тормозе и фрикционной муфте накапливают механическую энергию в маховике, разгоняя его с помощью синхронной реактивной машины независимого возбуждения до заданной угловой скорости, затем резко тормозят синхронную реактивную машину независимого возбуждения, создают необходимый для пуска двигателя внутреннего сгорания момент на его валу, а после снижения угловой скорости маховика до нуля включают механический тормоз и продолжают осуществлять пуск двигателя внутреннего сгорания. Дополнительно при работающем двигателе внутреннего сгорания, воздействуя на магнитный поток синхронной реактивной машины независимого возбуждения, снижают ее электродвижущую силу вращения, переводят из генераторного в двигательный режим и тем самым создают дополнительный крутящий момент на коленчатом валу двигателя внутреннего сгорания. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
STARTER-GENERATOR WITH DIFFERENTIAL ELECTRIC DRIVE AND METHOD OF CONTROLLING STARTER-GENERATOR
Стартер-генератор с дифференциальным электроприводом и способ управления стартер-генератором
2020-01-15
Patent
Electronic Resource
Russian
IPC: | H02P CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS , Steuern oder Regeln von elektrischen Motoren, elektrischen Generatoren, dynamoelektrischen Umformern / B60W CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION , Gemeinsame Steuerung oder Regelung von Fahrzeug-Unteraggregaten verschiedenen Typs oder verschiedener Funktion / F02N STARTING OF COMBUSTION ENGINES , Anlassen von Brennkraftmaschinen |
IEEE | 2014
|Tema Archive | 1999
Starter-Generator Technologies
Online Contents | 1997
|