Устройство для бесперебойного электропитания потребителей Советский патент 1980 года по МПК H02J9/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

I

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электроснабжения потребителей постоянного тока, не допускающих перерыва в электропитании и снижёнййкг1чШт1|а эИе ст- роэнергий.. ..---

Известны устройства для бесперебойного

электропитания, содержащие обратимую электрическую машину с маховиком и автоматическим самовозбуждением, статор которой соединен с питающим вводом и фвдером бесперебой-, ного электропитания, который предйаЭна(вн дли подключения потребителей (потребителей постоянного тока через выпрямитель). Такие устройства обеспечивают заполнение перерыва питания за счет энергии вращающихся мабс маипшй. . .и маховика 1. ..1,..,,..,.,,

Однако, подобные устройства обладают существенным недостатком, заключающйШя , что при восстановлении напряжений питающего ввода подключение к нему враЩМШцейся ма- . о щины может произойти в момент времени, когда напряжения обратимой машины и питаюЩего ввода находятся в протйвофазё. Это приведет к сложному переходному процессу; tonjpoвождающемуся большими бросками тока и ухудшением качества электроэнергии, что снижает ресурс маипшы и коммутационной аппа ртурьП aYaTicke надежность устройства в целом. Возможность применения устройств синхронизащ1и для уменьшения этого отрицательного эффекта не только усложняет схему но И ее быстродействие, при этом дополнительно снижается качество напряжения, выраженное в понижении напряжения за время синхронизащ1и, что в свою о1ередь приводит к использованию выпрямителя, питающего потребителей, с более сложной системой стабилизации и фильтрующих устройств.

Наиболее близким по технической сущности ,к предлагаемому является устройство для бесперебойного электропитания, содержащее обратимую элжтрическую машину с автоматическим самовозбуждением, статор которой соединен с выпрямителем и через выключатель с питающим вводом, предназначенным для подключения к источнику переменного тока, управляЮ1ций opraHj выход которого подключен к выключателю, и пусковой орган по напряжению (йЗДушйаКбнтактора или магаитного пускателя), соединенный с питающим вводом 2. изобретё«и;н - пбШшШМ Ш устройства в режимах коммутации питающего ввода. Поётавпениай Цель достй аетсй тем, что в устройство для бесперебойного электропитания потребителей, содержащее обратимую электрическую машину с автоматическим самовозбуждением, статор которой соединен с выпрямите-. лем, и через выключатель, к которому присо- единен управляющий орган, с питающим вво-, дом основного источнйка перемеМного тока, °° Ш|;1т«йньМ с; пусковым органом по напряжеТййю; введены второй бйЯрямитель и второй пусковой орган по напряжению с порогом срабатывания, не превьпиаюЩнм половины напря ёнйя питающего ввода, состоящий из порого вого элемента, датчика, реле и выпpямиt eля, причем вход второго выпрямителя подключен 1с1ттающему вводу, а выход, предназначенный для Подключения потребителей, cocTxHiteH йараллеЯбно 6 выходом перйого выпрймитёля, выход выпрямителя второго пускового органа ho на- пряжению подключен к катущке реле через зажимы одной фазы выключателя, а вход под кличек tf датчику, соединенному сО статором обратимой электрической машины, причем выход датчика подключен через размыкающий кШтакгрЬле и пороговый элемент к одному входу управляющего органа, второй вход кото рого соединен с выходом пускового opfana по напряжению. На чертеже представлена схема предла гаемого устройства, где в качестве обратимой электрической машийы используют асиихроинук) машину с йонДенйаторным самовозёуждейй ем, а выпрямители используют с трансформаторным ВХОДОМ. Г едяагаемое устройство для бесперебойного электропитания состоит из обратимой электрической машины 1, статор Kotopon соединен с питающим вводом 2 через выключатель и с «ералм выпрямителем4, а такж с конденсате рами самовозбуждения 5, вторым выпрямителем 6, вход которого подключен к Ш|тающему вводу 2, а выход, предназначе№ый для подклю чения потребителей 7, соединен параллельно с выходом выпрямителя 4, ttjCKOBoro органа по напряжейию 8, соединенного сЛишающий вводс м 2 и подключенного кодйому exdlfy управ ляющего органа 9, состоящего на логической схемы 10, которой соединен с исполнигельным элементом 11, подключенным к выключателю 3, и второго пускового органа по напряжению 12, состоящего из датчика (понижающий трансформатор) 13, выпря штеля 14, выход которого через разноимённые зажимы одной фазы выключения 3 подключен к катущке 15 реле, а вход соединен с датчиком 13, вход, которого подключен к статору обратимой электрической машины 1, а выход через контакт 16 реле и пороговый элемент 17 со вторым входом управляющего органа 9. Устройство работает следующим образом. В Нормальном режиме, когда на питающем вводе 2 имеется напряжение, потребите™ 7 получают электроэнергию от сети через второй выпрямитель 6 (работай выпрямитель), одновременно с этим выключатель 3 замыкается по разрещающему сигналу со стороны пускового |0ргана по напряжению 8 и обратимая электри ческая мащмна 1 включается в режиме двигателя. При этом кату1щ а 15 реле получает питание от выпрямителя 14 через замкнутые противоположные зажимы из фаз выключателя 3 и размыкает свой контакт 16. Выход выпрямителя 4 заперт более высоким напряжением второго выпрямителя 6. Пусковой орган по напряжению 8 Контролирует велшшну напряжения питающего ввода и; при снижении его ниже допустимой величины, либо при полном исчезновении через логическую схему 10 и исполнительный элемент 11 воздействует на отключение выключа-теля 3. После размыкания выключателя 3 катущка 15 реле,теряет питание; и контакт 16 замыкается, а обратимаяэлектрическая маЩ1ша переходит в режим генератора с автоматическим самовозбуждением от конденсаторов 5. При этом потребители 7 получают электроэнергию через выпрямитель 4 от статора обратимой электрической машины 1, обладающей запасом кине1ической энергии, гфопорщюнальной враиающимсЯ маховым массам, Коюрьге, в свою очередь,могут быть увеличены с помощью маховика в Зависимости от гарантйрованного ърёЫегт йосстановлеНия напряжения 1штаю|цего ввода. При восстановлении напряжения питающего ввода, которое обусловлено окончанием переходного процесса в системе, либо срабатыванием устройства автоматического ввода резерва (АВР), потребители 7 переходят на йи1анйе от рабочего выпрямителя 6. При этом выключатель 3 не срабатывает, так как на логической схеме 10 существует запрет со стороны пускового органа по напряжению 12, порог срабатывания которого не превыщает величины 0,5 Ц.. При снижеНии напряжения статора обратимой электрической мащины 1 ниже величины 0,5 U срабатывает пороговый элемент 17 и выключатель 3 замыкается йод воздействием управляющего органа 8, при этом размыкается контакт 16, а обратимая элеКтрическая мащина I переходит в двигательный режим, после чего устройство принимает исходное состояние. . 57 Использование предлагаемогоустройства исключает возможность возникновения значительных токов включения и, следовательно, моментов, отрицательно воздействующих на конструкцию силовых элементов схемы и снижакяцих их ресурс при несинхронных подключениях к питающему вводу обратимой электрической ма щины, работающей в режиме rewi patspf§6 время перерыва электропитания. Это достигается тем, что орган управления воздействует на замыкание рыключателя тЬЛбко ёлу чае, если величина напряжения статора обратимо электрической мащины не превышает половины напряжения питающего ввода. Использование дополнительно введенного рабочего выпрямите|Ля позволяет, при сохранении бесперебойности электропитания нагрузки, об№П€Чить необходимый уровега напряжения у потреб йтеля при наличии наггряжения питaюu efd ввЬда.Через выпрямитель, соединенный со статором обратимой электрической мащины, ток нагрузкй n|Xh текает только при перерыве й§пряШнй Ш1гающего ввода, поэтому его элемента мотут быть расчитаны на кратковременнуй работу, соответствующую времени действия АВР (0,5-2,5 с). Таким образом, использование предлагаемого устройства (особенно в комбМ Цйи с быстродействующим АВР) позволяет обёгпечить высокое качество питающего напряжения у зажимов нагрузки при нарушениях электроснабжения питающего ввода, кроме того, отпадает не обуоДимость в устройствах сИйХрбнизаций, что повышает надежность устройства. Форму л а изобретения Устройство для бесперебойного электропитания потребителей, содержащее обратимую электрическую машину с автоматическим самовозбуждением, статор которой соединен с выпрямителем, и через выключатель, к которому присоединен управляющий орган, с питающим вводом источника переменного тока, соединенным с пусковым органом по напря)ению, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения Hafte SitibctH устройства в режимах коммутации питающего ввода, в него введены второй выпрямитель и второй пусковой орган по напряжевй с noj50TbW срабатывания, не превышающим половины напряжения питаю1цего ввода, состоящий in порогового элемента, датчика, реле и выпрямителя, причем вход второго выпрямителя подключен, к питающему ввод}, а выход, пр назначеииь1й для подключения потребителей, соединен параллельно с выходом первого выпрямителя, выход выпрямителя второго пускового органа по напряжейию подключен к катушке реле через зажимы одной фазы вь1ключатёля, а вход подключён к датчику, с едийенноМу со статором обратимой электрической машины, причем выход датчика подключен через размьпсающий контакт реле и пороговый элемент к одному входу управляющего органа, второй вход которого соединен с выходом , пускового органа по напряжению. Источники информации, принятые во биимание при экспертизе . Разумов В. А., Овсянников Н. П. АсинхрсМнь1й генератор как аварийный источник питания электрического вала.-Сб. Бесконтактные электрические машины, &in. 15, Рига, 1976, с. 293. 2. Авторское свидетельство СССР N 528665, кл. Н 02 J 9/00, 1974.