Автономная система электроснабжения Советский патент 1981 года по МПК H02P9/42 H02M5/27 

1

Изобретение относится к автономным системам электроснабжения, содержащим статические преобразователи электрической энергии типа статических преобразователей частоты с непосредственной связью, управляет шк и неуправляемых выпрямителей и т,д. требующих специальных устройств охлаждения своих силовых элементов и установленных в силовых цепях систем электроснабжения с двумя и более каналами генерирования, каждый из которых работает на неполную мощность при исправности всех каналов генерирования системы электроснабжения и на полную, мсядность при выходе из строя определенного количества каналов генерирования.

Известны автономные системы электроснабжения, которые для обеспечения бесперебойности и повышения . надежности системы электропитания большинства подвижных объектов делаются (.многоканальньвли, т.е. состоят из двух и более идентичных каналов генер ирования электрической энергии. В этом случае :аждый канал генерирования работает на неполную мощность при исправности всез кана- . лов генерирования и на полную мощность при выходе из строя определенного количества каналов генерирования. Например, в случае двух каналов генерирования каждый из них в нормальных условиях работает на половинную мощность, а в случае аварии и выходе из строя одного из каналов оставшийся канал работает на полную мощность, обеспечивая пи10тание потребителей обоих каналов генерирования системы электроснабжения. Этим достигается повышенная надежность работы системы электроснабжения в целом. При этом каждый

15 канал генерирования энергии рассчитывается на максимальную выходную мсяцность и, -следовательно, на максимальную выходную мощность рассчитывается и вентильный преобразователь энергии, входящий в каждый канал генерирования 1. и 2. Недостаток известных систем электроснабжения заключается в том, что в случае их многоканальности

25 устройства охлаждения силовых элементов статических преобразователей энергии индивидуальны для каждого канала генерирования и расчет этих устройств охлаждения проводят |ia

ЗОмаксимальйую выходную мощность канала, имеющую место, однако, только при выходе из строя части каналов генерирования. При этом (при аварии) часть устройств охлаждения вынуждена рассеивать максимальную мощность, а часть устройств охлаткдения является балластом и работает на холостом ходу .(не рассеивает мощность). STO приводит к увеличению массы и габаритой специальных устройств охлаждения силовых элементов ста ических преобразователей энергии и системы электроснабжения.

Цель изобретения - улучшение массо-габаритных показателей системы электроснабжения.,

Поставленная цель достигается тем, что в автономной системе электроснабжения, содержащей п-каналов . генерирования, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных генератора и силового блока вентильного преобразователя энергии с устройствами его охлаждения, силовой блок преобразователя в каждом канале выполнен в виде четного числа групп силовых вентилей, причем группы, принадлежащие разным каналам генери- рования, попарно установлены на общих устройствах охлаждения и между собой электрически изолированы.

Такое построение системы электроснабжения позволяет уменьшить массу устройств охлаждения их силовых элементов за счет того, что при выходе из строя любого канала генерирования охлаждающие устройства силовых элементов преобразователя поврежденного канала участвуют в охлаждении элементов исправного канала генерирования, который нагружен в этом случае на большую мощность.

На фиг. 1 представлена блок-схема двухканальной системы Электроснабжения; на фиг. 2 - блок-схема трехканальной системы электроснабжения.

Двухканальная система электроснабжения (фиг. 1) состоит из 6-фазных генерато зов 1 и 2 переменного тока, приводимых, во вращение от двигателей 3 и 4, и двух преобразователей 5 и 6, содержащих соответственно группы силовых вентилей 7 ГО, подключенных к нагрузкам 11 и 12. Причем группы вентилей 7 и 8 подключены к нагрузке 11 иполучают питание от обмоток генератора 1, а группы вентилей 9 и 10 подключены к нагрузке 12 и получают питание О обмоток генератора 2.

При этом обеспечивается электрическая изоляция груйп вентилей ; и 9, 8 и 10, принадлежащих соответственно преобразователям 5 и 6. Кроме того, группы вентилей 7 и 9 преобразователя .5 и, группы вентилей 8 и 10-преобразователя 6 имеют общие устройства охлаждения.

Принцип работы представленного устройства состоит в том, что в нормальном режиме работы системы электроснабжения каждый из преобразователей 5 и 6 нагружен на половинную мощность. В случае аварии в какомлибо канале генерирования один из преобразователей отключается, а оставшийся работает на полную мощност При этом, так как устройства охлаждения у соответствующих групп преобразователей общие, то та часть из них, которая принадлежит преобразователю отключенного канала, начинае участвовать в охлаждении силовых элементов преобразователя работающего канала.

Например, если вышел и.з строя (отключен) канал генерирования 4-2-9-10, то секция 9 преобразователя 5 и секция 10 преобразователя не работает, а секция 7 преобразователя 5 и секция 8 преобразователя б нагружены на полную мощность и питают нагрузки 11 и 12. Так как секции 7 и 9, В и 10 имеют общие устройства охлаждения, то устройства охлаждения (например, радиаторы) неработающих силовых элементов секций 9 и 10 участвуют в охла}кдении силовых элементов секций 7 и 8, что позволяет уменьшить мощность устройств охлаждения в два раза и, следовательно, существенно уменьшить их массу.

Работа схемы подключения вентильных преобразователей в системе элекроснабжения с тремя каналами генерирования (фиг. 2) происходит следующим образом.

В этом случае в нормальном режим работы системы электроснабжения каждый канал генерирования и, следовательно, каждый преобразователь энергии нагружен на 1/3 номинальной мощности, а каждая группа вентилей преобразователя - на 1/6 номинально мощности системы. Этой мощности соответствует и мощность системы охлаждения каждого преобразователя. При выходе из строя одного какоголибо канала генерирования мощность системы распределяется по оставшимся двум каналам, каждый из которых становится нагруженным на 1/2 номинальной мощности системы. Пропор- . ционально возрастает и мощность устройств охлаждения преобразователей энергии двух оставшихся каналов генерирования, ибо в каждом из оставшихся преобразователей появляется по одной дополнительной неработающей группе вентилей со - своими устройствами охлаждения, в результате. чего суммарная мощность охлаждения преобразователей оставшихся двух каналов генерирования увеличивается на мощность устройства охлаждения одной группы и становится равной