Модель двигателей внутреннего сгорания

[beginner]

Добрый день коллеги.
Не знал куда разместить вопрос, так что не обижайтесь за зря если что.

Проблема у меня создать модель математическую газогенератора, которые сейчас размещают на промышленных предприятиях. Уже не знаю куда обратиться на какой форум. Меня инрересуют отражение такого процесса - это наброс мощности на вал двигателя, при котором он отключается.
Помогите, пожалуйста.

Заранее благодарен

[Serex]

Что такое�азогенератор?�ожет�ыть Электрогенератор��азовым топливом?�аголовок�ообще ���Модель�ВС�����)�

[beginner]

генераторные установки на базе газопоршневого двигателя. Например, газовый двигатель G3516C от Caterpillar. Я сам электрик, пытаюсь похимичить с делительной автоматикой по электрической части, например выделение генератора с таким первичным двигателем на островной режим. Везде отмечается неспособность к большим небалансам на валу двигателя, при котором он отключается. Соответственно мне принципильно важно хоть как-то в матлабе смоделировать агрегат газового двигателя с его регулятором скорости, ну электрическая чать генератора - тут вопросов нет.

[Serex]

Может на�авод обратиться? ��о взорвете�ще�то-нить �

[beginner]

да бесполезно на завод обращаться. они работают только через дилеров. А менеджеры организации практически не понимают ничего. По поводу взорвать - я с целью написания диссертации. Поэтому был бы признателен за рекомендации литературы, в которой можно найти эту упрощенную модель, чтобы было понятно электрику.

[hell_boy]

Caterpillar декларирует только "систему стабилизации при резко-переменных нагрузках".
в первой же ссылке в поиске гугла по словам "gas engine matlab" лежит исчерпывающее пособие Automatic Generation of Combustion Engine Models using MatLab
или вот это Automotive Engine Modeling for Real-Time Control Using MATLAB/SIMULINK

[beginner]

Caterpillar декларирует только "систему стабилизации при резко-переменных нагрузках".

это я как понимаю график в котором отражена зависимость допустимых набросов нагрузки при различной загрузки машины?

а информация была бы исчерпывающей, если бы я гуглил не как "gas engine matlab" а "газовый двигатель Matlab", но все равно спасибо большое, придется вспоминать английский.... надеюсь не будет не безуспешно.

[hell_boy]

Ваша тема https://caterpillar.lithium.com/t5/BLOG ... e/ba-p/945

Вот что в доке по регуляторам Caterpillar

Generator Set Stability and Response
The transient response and steadystate stability of generator set engines can vary with a number of the following factors.
• Engine model
• Engine speed
• Aspiration
• Power factor
• Governor
• Gas pressure
• Presence of an idle circuit
Diesel engines have a short mechanical path between the governor actuator and the fuel delivery system to the combustion chamber. This results in a very responsive system that responds quickly to load change requests from the governor. On gas engines, the governor controls a throttle plate that adjusts the
intake manifold pressure to control power. The intake manifold pressure will determine the amount of air-fuel mixture in the combustion chamber, hence the engine power. The physical volume of the intake manifold and the flow dynamics of the air/fuel mixture add time constants into the governor control system. The result is a less responsive system than the diesel.
ISO 8528, Class 1 and 2 are international standards for generator set response criteria. ISO has recognized the response differences between diesel and gas engines and has two different sets of performance requirements. ISO requirements for gas engines are not as stringent as they are for diesel engines. The
frequency deviation and recovery times for gas engines are approximately double that of diesel.h/quote]i/quote]

[beginner]

Немного не так объяснился.
Есть ли модель, или сдобная система дифуравнений, по которой можно построить передаточную функцию работы самого ДВС с учетом турбонаддува и контроллер по регулированию скорости вращения ДВС с генератором для поддержания требуемой частоты вала. По поводу ссылок англоязычной литературы - стал разбираться - но тупик - там рассмотрена процессы просто в цилиндре движка, без явного учета нагнетаемого воздуха в цилиндр от турбонаддува.

[Бондарев Михаил]

там рассмотрена процессы просто в цилиндре движка, без явного учета нагнетаемого воздуха в цилиндр от турбонаддува.

Параметируйте (давление, кол-во смеси и т.п.), ну и по механике перейти от одного циллиндра к 16 тоже можно.

Хотя правильнее было бы поискать "внешнюю" характеристику двигателя, так сказать упрощенно-приближенную.
Если я правильно поняд ваш замысел то тут нужны будут такие цифры как масса коленвала, масса поршней и т.д. и т.п. , а их вам даже под пытками вряд ли кто выложит...

[beginner]

хм.... в качестве конечного результата я хочу получить зависимость Mп.д.=f(Mэм), где Mэм - электромагниный момент от генератора. Но учесть надо особенность работы ДВС с турбонаддувом и с учетом регулятора. Просто хотя бы увидеть общую структуру данной вещи, не вдаваясь пока в числовые значения.

[hell_boy]

Случайно обнаружил Моделирование на ЭВМ работы тепловозных дизелей

[Jackson]

Яндекс в помощь: http://masters.donntu.edu.ua/2011/etf/n ... cle04.html

Информации уйма.

Интересно, автору это ещё интересно? :) :) Я прошерстил топик и так и не понял цель моделирования.

У нас кстати стоят реальные физические модели генераторов, их и в тренажерные комплексы ставим. Сделать реальную физику оказалось в разы проще и дешевле (для наших целей).

А если нужна таки супермегаматематическая модель - это в фирму TRANSAS, в Питерское их отделение. Это их конек. Они не то что генератор - целый пароход моделируют математически, со всеми системами (включая и электростанцию), вертолет, кран - это я всё лично видел. Дух захватывает от реалистичности. Но денег будет стОить - караул!

[hell_boy]

Ключевая фраза

выделение генератора с таким первичным двигателем на островной режим

Упомянутый Caterpillar G3516C предназначен для работы в составе острова из непостоянных источников тока (ветрогенераторов) в качестве основного постоянного. Т.е. при сильном ветре газовый генератор должен работать вхолостую, а при штиле - на полной нагрузке восполнять недостаток мощности. Причем, его отдаваемая мощность должна быть не меньше суммарной мощности ветряков и регулироваться в очень широких пределах. Как я понял, самое слабое место - турбонаддув. В автомобилях привод турбонаддува крутится со скоростью пропорциональной скорости вращения вала ДВС. А в генераторе на основе ДВС скорость вращения может плавать только в очень небольших пределах. Решение видится в том, чтоб поставить электропривод турбонаддува с частотником и управлять им в зависимости от требуемой мощности при помощи тонко настроенного регулятора. Ну или применять механические ухищрения в виде крыльчатки с изменяемым профилем, регулируемых жалюзи на всасе и т.д., и т.п.

[Jackson]

Вот оно что. Действительно, упустил.

Вопрос так и остался неясен: какова цель моделирования?

А по поводу этой идеи (несколько ветряков и один генератор для поддержания штанов, то есть сети) - моё мнение: забудьте. Это как минимум нерентабельно. Уже обыгрывали эту задачу со всех точек зрения. Для устойчивой работы ветряков мощность сети должна быть несоизмеримо больше суммарной мощности всех ветряков, минимум - на порядок. Пусть соизмеримость неизвестна (но подозреваю что 1 к 1 что никуда не годится), но доподлинно известно что САТ будет крутиться постоянно, жрать топливо, расходные, ресурс, требовать ТО. Какой смысл в ветряках?
Кстати что делать при постановке САТа на ТО? Или при аварийной остановке? Без него вся электростанция развалится. И независимо от наличия или отсутствия ветра, САТ будет крутиться - следовательно, рентабельнее просто поставить второй САТ (причем дизельный, а не газовый) в качестве резервного.

Кстати вот Вам еще подводные камни: газопоршневые САТы не работают при нагрузках ниже 20%. В смысле работают, но велика детонация - это очень быстрый износ, сам САТ запрещает работу в таком режиме. Далее, САТ нифига не приемистый, в смысле он может набирать нагрузку либо плавно либо ступенями не более чем по 20-25%, и сбрасывать также. Если в штатном режиме всё отлично, то случись внезапный выход одного ветряка - скачок нагрузки, САТ заваливается, вся станция тянется за ним и тоже заваливается. Привет, приехали. Из обесточенного состояния запитать станцию тоже проблемно опять из-за низкой приемистости САТа - придется скинуть с шин всю нагрузку, запустить САТ и постепенно набирать - не на всех объектах это возможно. На этот случай и стоят резервные дизеля со 100%-й приемистостью: при блэкауте пускаются они, берут на себя всё, потом уже к ним подстегиваются газовые машины, постепенно набирают нагрузку, дизеля останавливаются.

Турбина может и спасла бы, например CAPSTONE на воздушных подшипниках - она вечная, ТО практически не требует, и приемистая. Но стОит она столько что на ветряки уже точно не хватит. Наши аналоги типа ПАЭС-2500 - у них ресурс непостоянный: от 100 часов до бесконечности, как повезет (издержки производства).

У нас есть системы управления ветроэлектростанциями (включая управляемые полупроводниковые преобразователи для них). И именно с такой идеей к нам уже приходили, к сожалению ушли ни с чем за нерентабельностью: посчитали расходы на доставку топлива, запчастей, прочих ГСМ и обслуживание газопоршневого агрегата, потом прикинули весь вышеописанны геморрой в сети, расходы на ветряки - дешевле и надежнее оказалось просто жечь солярку, со временем достроив ТЭС на нескольких газопоршневых агрегатах, или турбинах (если хватит денег).

[hell_boy]

Вот результаты, к которым пришли датчане http://vbn.aau.dk/files/19078012/Publication
Действительно, 3 ветряка по 85 кВт создают проблемы газотурбинному генератору 3,9 МВт

[Jackson]

Вот результаты, к которым пришли датчане http://vbn.aau.dk/files/19078012/Publication
Действительно, 3 ветряка по 85 кВт создают проблемы газотурбинному генератору 3,9 МВт

Я пообщался еще с "нашими" датчанами, которые непосредственно занимаются ветряками - они еще раз подтвердили мне то же самое: такая система будет неустойчива. Ветряк устойчиво работает только параллельно с сетью несоизмеримо бОльшей мощности.

[BNB]

Действительно странная идея...Хотя умельцы от таких странных идей и создают гениальные проекты...:)

Вообще по моему более актуально для создания автономного или дополнительного электропитания все таки стандартные генераторы и электростанции. Сейчас куча предложений с разнообразными моделями и работают они как на дизеле, бензинчике, так и на газе... Вот хороший статья об автономном электропитании http://www.brizmotors.ru/service/avtono ... snabjenie/ сайт порой там куча полезных статей, а вообще Яндекс и Гугл просто забит материалами и предложениями...

По крайней мере это более надежное вложение средств, а также нервов и времени меньше потратишь...

[BNB]

Ух ты нечайно тему поднял...только заметил год размещения...:)

Человек за этот период уже наверно целую ветряную ферму построил...