СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННЫМ ТОКОМ Российский патент 2011 года по МПК H02P9/02 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания объектов.

Известна система электропитания переменным током, представленная в патенте №2284644 в виде системы автономного электропитания. В ней с помощью двигателя осуществляется вращение вала синхронного генератора с возбудителем, от которого трехфазное напряжение поступает к потребляемым узлам. После осуществления стабилизации напряжения от синхронного генератора оно поступает через автоматический расцепитель в двигатель. При этом осуществляется подключение к расцепителю то стабилизатора, то источника питания в зависимости от величин напряжения, поступающих от вышеупомянутых узлов. Таким образом, благодаря обратной связи обеспечивается вращение вала двигателя, какое-то время без подключения источника питания. Однако время вращения вала электродвигателя не всегда удовлетворяет предъявленным требованиям.

Известна система электропитания переменным током, изложенная в патенте автора №2316887 от 10.02.2008 г. бюл. №4. В нем с помощью источника переменного тока осуществляется подача трехфазного переменного напряжения через блок из трех автоматических расцепителей в синхронный электродвигатель, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем. При этом осуществляется питание потребляемых узлов. От генератора первая и вторая фазы поступают во второй стабилизатор переменного напряжения, а вторая и третья фазы - в первый стабилизатор переменного напряжения. На входах и выходах стабилизаторов вторые фазы соединены. Таким образом, трехфазное первичное напряжение поступает на другие три входа блока из трех автоматических расцепителей, где каждый автоматический расцепитель в зависимости от величины напряжения, поступающего на его входы, подключает соответствующую фазу источника переменного тока или стабилизатора. При понижении входного напряжения на входах стабилизаторов на выходах будет иметь место номинальное напряжение. Однако если напряжение на входах будет ниже стабилизированного, то автоматический расцепитель подключит другие три входа к соответствующим выходам источника переменного тока. Трехфазное напряжение с выходов автоматического расцепителя поступает на три входа синхронного генератора с возбудителем. Таким образом, благодаря обратной связи между генератором и электродвигателем осуществляется в течение определенного времени вращение вала электродвигателя без подключения источника переменного тока. Однако система не может обеспечить увеличения времени вращения вала электродвигателя. С помощью предлагаемой системы увеличивается время вращения вала электродвигателя. Достигается это введением второго синхронного генератора с возбудителем, жестко связанного с первым синхронным генератором с возбудителем и имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов. На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - источник переменного тока;

2 - блок из трех автоматических расцепителей;

3 - синхронный электродвигатель;

4, 5 - синхронные генераторы с возбудителями;

6, 7 - стабилизаторы переменного напряжения;

8 - потребляемые узлы, при этом первый, второй и третий выходы источника переменного тока 1 через блок из трех автоматических расцепителей 2 соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами синхронного электродвигателя 3, а четвертый, пятый и шестой входы вышеупомянутого блока 3 соответственно соединены с первым выходом стабилизатора переменного напряжения 6, со вторым выходом вышеупомянутого стабилизатора и первым выходом стабилизатора переменного напряжения 7, а также со вторым выходом вышеупомянутого стабилизатора, имеющего первый и второй входы, соответственно соединенные с первым и вторым выходом синхронного генератора с возбудителем 4, второй выход которого так же соединен со вторым входом стабилизатора, имеющего первый вход, соединенный с третьим выходом синхронного генератора с возбудителем 4, имеющего жесткую связь с электродвигателем 3 и с синхронным генератором с возбудителем 5, первый, второй и третий выходы которого соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов 8.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью источника переменного тока 1 осуществляется подача трехфазного переменного напряжения через блок из трех автоматических расцепителей 2 в синхронный электродвигатель 3, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 4. Вал последнего так же жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 5, выдающего трехфазное переменное напряжение в потребляемые узлы 8, расположенные, например, на каком-либо объекте. Так же от генератора 4 первая и вторая фазы поступают в стабилизатор переменного напряжения 7, а вторая и третья фазы - в стабилизатор переменного напряжения 6. На входах и выходах стабилизаторов вторые фазы соединены. Таким образом от стабилизаторов трехфазное переменное напряжение поступает на другие три входа блока из трех автоматических расцепителей, в зависимости от величины напряжения, поступающих на входы, подключает соответствующую фазу источника переменного тока или стабилизатора. При понижении входного напряжения на входах стабилизаторов на выходах будет иметь место номинальное напряжение. Однако, если напряжение на входах будет ниже стабилизированного, то блок из трех автоматических расцепителей 2 подключит другие три входа к соответствующим выходам источника переменного тока 1.

Пример исполнения каждого из трех автоматических расцепителей, входящих в состав блока 2, представлен, например, в книге А.С.Траубе, В.Г.Миргородского «Электротехника и основы автоматики», М.: Высшая школа, 1985 г. на стр.142, 143. Пример исполнения стабилизатора переменного напряжения представлен, например, в книге М.А.Шустов «Источники питания и стабилизаторы» М.: ИЗД. дом «Додэка - XXI» «Альтекс» 2007 г., стр.134-135, а также в книге С.П.Колосов и др. «Элементы автоматики» М.: изд. Машиностроение, 1970 г., стр.358, 359, рис.207.

В синхронных генераторах 4,5 осуществляется с помощью генератора постоянного тока возбуждение обмоток возбуждения, как, например, показано в книге В.Е.Китаев «Электротехника с основами промышленной электроники» 1985 г., стр.139, рис.9, 4. В отличие от главного аналога обеспечивается сохранение мощности, поступающей от синхронного генератора 4 на входы стабилизаторов, и сохранение мощности, поступающей от синхронного генератора 5 в потребляемые узлы, так как отсутствуют разветвления цепей и связанные с этим потери тока. Следовательно, при использовании обратной связи между генератором 4 и электродвигателем 2 осуществляется увеличение времени вращения вала синхронного электродвигателя 2 без подключения к нему источника переменного тока 1. В связи с этим имеет место экономное потребление электроэнергии. Устройство можно так же использовать в системах, обеспечивающих питание при внезапном отключении сети. Таким образом применение предлагаемого устройства обеспечивает экономический эффект. Данный метод можно использовать в первом и во втором вышеупомянутых аналогах.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в увеличении времени вращения вала электродвигателя без подключения источника переменного тока. В систему дополнительно введен второй синхронный генератор с возбудителем, жестко связанный с первым синхронным генератором с возбудителем и имеющий первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов. 1 ил.

Система электропитания переменным током, состоящая из источника переменного тока блока из трех автоматических расцепителей; синхронного электродвигателя, синхронного генератора с возбудителем, двух стабилизаторов переменного напряжения и потребляемых узлов, где первый, второй и третий выходы источника переменного тока через блок из трех автоматических расцепителей соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами синхронного электродвигателя, четвертый, пятый и шестой входы вышеупомянутого блока соответственно соединены с первым выходом первого стабилизатора переменного напряжения, со вторым выходом вышеупомянутого стабилизатора и с первым выходом второго стабилизатора, а также со вторым выходом этого стабилизатора, имеющего первый и второй входы, соответственно соединенные с первым и вторым выходами синхронного генератора с возбудителем, второй выход которого также соединен со вторым входом первого стабилизатора, имеющего первый вход, соединенный с третьим выходом синхронного генератора, имеющего жесткую связь с синхронным электродвигателем, отличающаяся тем, что вводится второй синхронный генератор с возбудителем, жестко связанный с первым синхронным генератором с возбудителем и имеющий первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов.