Устройство для бесперебойного электроснабжения Советский патент 1982 года по МПК H02J9/00 

(5) УСТРОЙСТВО для БЕСПЕРЕБОЙНОГО Изобретение относится к защите сис темы согласованного вращения электроприводов. Устройства для защиты двигателей электрического вала от выпадения из синхронизма при перебое в централизованном электроснабжении при меняются, например, в токарно-винторезных станках, где для связи главного привода планшайбы с приводом подачи суппорта вместо ходового винта установлен электрический вал. По основному авт.св. № известно устройство для бесперебойного электроснабжения, содержащее основной источник трехфазного электропитания, выключатель и дополнительный источник питания - .асинхронный генератор с махбвиком и .конденсаторным возбуждением со стороны статорной обмотки и одновременным возбуждением постоянным током со стороны роторной обмотки, для чего между двумя фазами ротора, замкнутыми накоротко, и третьей фазой включены емкость и диод, зашунтироЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯванные ц.епью из дросселя и вентильно го моста, который через согласующий трансформатор подключен к основному источнику электропитания и статорной обмотке асинхронного генератора, причем катод диода соединен с катодной группой диодов вентильного моста, а анод подключен через дроссель к анод ной группе диодов моста. В процессе нормальной эксплуатации оборудования, например, токарновинторезного станка, асинхронная машина работает в двигательном режиме, вращая маховик и запасая механическую энергию на случай аварийной ситуации. При перебое в централизованном электроснабжении асинхронная машина, автоматически переходит в генераторный режим, самовозбуждаясь реактивным током конденсаторов со стороны статорной цепи и постоянным током со стороны роторной цепи от выпрямители, содержащего согласующий трансформатор, вентильный мост и сглаживающий фильтр, и становится дополнительным источником питания, обеспечивающим синхронный останов двигателей элект- рического вала за счет энергии, запасенной в маховике ГИ . Однако недостаток известного устройства заключается в том, что напряжение асинхронного генератора уменьшается по мере снижения скорости вращения маховика, причем напряжение уменьшается более интенсивно, чем скорость. Цель изобретения - уменьшить зависимость напряжения асинхронного генератора от скорости вращения маховика путем регулирования степени подмагничивания асинхронного генератора со стороны роторной обмотки. Пос1;авленная цель достигается тем, что в цепь F oTopa асинхронного генератора введен тиристорный преобразова тель, состоящий из силового тиристора, включенного между двумя замкнутыми .накоротко фазами ротора и дросселем, вспомогательного тиристора, катод которого соединен с катодом силового тиристора, а анод через балластный резистор подключен к третьей фазе роторной обмотки, соединенной с катодной группой диодов вентильного моста, и коммутирующего конденсатора, включенного между анодами тиристоров, причем управляющие электроды тиристоров через блок управления и блок срав нения напряжений соединены со статорной обмоткой асинхронного генератора. На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства К основному источнику 1 электропитания через выключатель 2 подключена статорная обмотка асинхронного генератора 3 соединенная с конденсаторами 4 возбуждения и с двигателями 5 и 6 электрического вала. На валу acинxpoннo o генератора расположен маховик 7« К роторной обмотке асинхронного генератора 3 две фазы которой замкнуты накоротко, подводится на пряжение возбуждения от выпрямителя, содержащего согласующий трансформатор 8, вентильный мост 9 и сглаживающий фильтр, состоящий из дросселя 10 и емкости 11. Параллельно емкости 11 между двумя замкнутыми накоротко фазами роторной обмотки и третьей фазой включен диод 12, катод которого подключен к катодной группе диодов вентильного моста. Вход вентильного моста 9 через согласующий трансформаЭ06 тор о соединен с основным источником электропитания и статорной обмоткой асинхронного генератора. В цепь ротора включен тиристорный преобразователь 13| состоящий из силового тиристора И, введенного между двумя замкнутыми накоротко фазами ротора и дросселем 10, вспомогательного тиристора 15, катод которого соединен с катодом силового тиристора, а анод через балластный резистор 16 подключен к третьей фазе рюторной обмотки, со единенной с катодной группой диодов вентильного моста, и коммутирующего конденсатора 17, включенного между анодами тиристоров. Управляющие электроды тиристоров 1 и 15 через блок 18 управления и блок 19 сравнения напряжений соединены со статорной обмоткой асинхронного генератора. В блоке 18 управления, который представляет собой гииротно-импульсный модулятор, и блоке 19 сравнения напряженийi могут быть использованы известные схемные решения, поэтому конструкция блоков подробно не описывается. Устройство работает следующим образом. При замыкании выключателя 2 одно временно с подключением двигателей 5 электрического вала к основному источнику электропитания 1 осуществляется пуск асинхронной машины 3, которая разгоняется до скорости, близкой к синхронной, а затем втягивается в синхронизм. В период нормальной эксплуатации оборудования, например токарно-винторезного станка, асинхронная машина 3 работает в двигательном режиме, вращая маховик 7 и запасая механическую энергию на случай перебоя в централизованном электроснабжении . На управляющие электроды тиристоров If и 15 через блок 18 управления, представляющий собой широтно-импульсный модулятор, подается сигнал в виде импульсов управления, поочередно отпирающих тиристоры И и 15. Продолжительность импульсов, отпирающих силовой тиристор 1, и, следовательно, время открытого состояния силового тиристора пропорциональны разности между опорным напряжением и напряжением асинхронного генератора. Разность напряжений, поступаю1дая на блок 18 управления, создается в блоке 19 сравнения напряжений, соединенном со статорной обмоткой асинхрон ного генератора 3. Коммутирующий конденсатор 1 и вспомогательный тиристор 15I в анодную цепь которого включен балластный резисто{э, обеспечивают периодическое запирание силового тиристора Т. Пока статорная обмотка асинхронной машины через.выключатель соединена с основным источником 1 электропитания, продолжительность включенного и отключенного состояний силового тиристора одинакова, а СредНИИ ток подмагничивания роторной обмотки меньше номинального значения. При перебое в централизованном электроснабжении асинхронная машина автоматически переходит в генераторный режим, самовозбуждаясь реактивным током конденсаторов k со стороны статорной цепи и постоянным током от выпрямителя со стороны ротора и становится дополнительным источником питания для двигателей электрического вала 5 и 6. Выключатель 2 при .перебое в централизованном электроснабжении отключает участок цепи, содержащий асинхронный генератор 3 и двигатели 5 и 6 электрического вала от общей цеховой сети, благодаря чему энергия, запасенная в маховике 7 не расходуется на других потребителях, а используется для синхронного выбега электрического вала. По мере снижения скорости вращения маховика увеличивается разность между опорным напряжением и напряжением асинхронного генератора Это приводит к увеличению продолжительности открытого состояния тиристора I и росту среднего значения тока, подмагничивающего асинхронный генератор со стороны роторной цепи. При подмагничивании асинхронного генератора его напряжение возрастает и, следовательно, в меньшей степени зависит от снижения скорости.

Технико-экономический эффект, достигаемый в результате реализации изобретения, заключается в уменьшении зависимости напряжения асинхронного генератора от скорости вращения маховика. Опытной проверкой установлено, что при снижении скорости маховика на 20 напряжение асинхронного генератора уменьшается на 10-12.

Формула изобретения

Устройство для бесперебойного электроснабжения по авт. св. К отличающееся тем, что, с целью уменьшения зависимости напряжения асинхронного генератора от снижения скорости вращения маховика путем регулирования степени подмагничивания асинхронного генератора со стороны роторной обмотки, в цепь ротора введены тиристорный преобразователь, состоящий из силового тиристора, включенного между двумя замкнутыми накоротко фазами ротора и дросселем, вспомогательного тиристора, катод которого соединен с катодом силового тиристора, а анод через балластный резистор подключен к третьей фазе роторной обмотки, соединенной с катодной группой диодов вентильного моста, и коммутирующего конденсатора, включенного между анодами тиристоров, причем управляющие электроды тиристоров через блок управления и блок сравнения напряжений соединены со статорной обмоткой асинхронного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 J 9/00, 1977.