Способ бесперебойного питания электрической энергией ответственного потребителя

Способ бесперебойного питания электрической энергией ответственного потребителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования кинематической энергии вращаюпщхся масс вместо аккумуляторных батарей. Цель изобретем ния - повьшение удельной мопщости рекуперируемой энергии, отдаваемой вращаюи 1мися гистерезисными двигате- (ГД). Фазные цепи ответственного потребителя, выполненные в виде активно индуктивных цепей, подключают к источнику переменного питающего напряжения и к параллельно соединенным меязду собой обмоткам группы синхронных ГД, с установленными на их валах вращающимися массами. Разгоняют ГД до заданной частоты вращения, а при отключении источника переменного питакяцего напряжения осуществляют рекуперацию энергии в нагрузку путем использования выбегающих ГД в качестве генераторов электрической энер- , ПИИ. В момент отключения источника осуществляют конденсаторное возбуждение ГД, обеспечивая на их обмотках номинальное напряжение. По мере умень шения указанного напряжения при выбеге ГД и уменьшения частоты вращения увеличивают возбуждение ГД путем изменения эквивалентной индуктивности цепи ГД - ответственный потребитель. Изменение эквивалентной индуктивности может проводиться путем отключения и подключения части индуктивных цепей потребителей или подключением дополнительных ГД, или изменением величины конденсаторных батарей. 3 з.п, ф-лы, 1 ил. 1 0 С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„12594

А1 (50 4 Н 02 J 9/08, Н 02 Р 3/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я

Я Д Ц fQPQQQ+Q (ЩЯД ;Д- ГД э(Ц :,, „ с!

I J (21) 3724 129/24-07 (22) 05.04.84 (46) 23.09.86. Бюл. Ф 35 (71) Всесоюзный электротехнический институт им.В.И.Ленина (72) П.Н.Абакумов, С.А.Баранов, Ф.К.Реут, Л.А.Сухановский, В.Н.Тарасов, В.А.Чванов и Л .Н.Шабанов (53) 62-83 .621.313.392(088.8) (56) f. Гиродвигатели. /Под ред. Орлова И.Н. — И.: Иашиностроение, 1983, с, 118-12 t

Авторское свидетельство СССР

У 133087, кл. Н 02 J 9/06, 1960. (54),СПОСОБ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ ОТВЕТСТВЕННОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования кинематической энергии вращающихся масс вместо аккумуляторных батарей. Цель изобретения — повьппение удельной мощности рекуперируемой энергии, отдаваемой вращающимися гистерезисными двигателяма (ГД). Фазные цепи ответственного потребителя, выполненные в виде активно-индуктивных цепей, подключают к источнику переменного питающего напряжения и к параллельно соединенным между собой обмоткам группы синхронных ГД, с установленными на их валах вращающимися массами. Разгоняют ГД до заданной частоты вращения. а при отключении источника переменного питающего напряжения осуществляют рекуперацию энергии в нагрузку путем использования выбегающих ГД в качестве генераторов электрической энерпии. В момент отключения источника осуществляют конденсаторное возбуждение ГД, обеспечивая на их обмотках номинальное напряжение. По мере уменьшения указанного напряжения при выбе"

re ГД и уменьшения частоты вращения увеличивают возбуждение ГД путем из" менения эквивалентной индуктивности цепи ГД вЂ” ответственный потребитель.

Изменение эквивалентной индуктивности может проводиться путем отключения и подключения части индуктивных цепей потребителей или подключением дополнительных ГД, или изменением величины конденсаторных батарей. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

i 259415

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многодвигательных технологических комплексах для преобразования кинема" тической энергии вращающихся масс, 5 приводимых в движение группой гистерезисных двигателей, в электрическую для питания ответственных потребителей вместо аккумуляторных батарей,.

Цель изобретения — повышение удельной мощности. рекуперируемой энергии, отдаваемой вращающимися гис; терезисными двигателями.

На чертеже приведено устройство для реализации способа бесперебойного питания электрической энергией ответственного потребителя.

Устройство содержит N гистерезисных двигателей 1, на зажимы которых подключена батарея 2 конденсаторов и блок 3 регулируемых реакторов, состоящий из собственно реакторов 4 и тирис горного регулятора 5 тока.

Управляющие электроды тиристоров подключены к системе 6 управления, первый вход которой соединен с фазами двигателей, а второй — с выходом блока 7 сравнения, первый вход которого подключен к блоку 8 задания напряжения, а второй вход через датчик 9 модуля напряжения — к нагрузке 10, подключенной к линии 11, соединяющей фазы двигателей с нагрузкой. 10.

Нагрузкой 10 являются ответственные потребители электрической энер- 3 гии, бесперебойное питание которых должно быть обеспечено в течение заданного интервала времени, При этом уровень напряжения на их зажимах должен находиться в пределах, опреде- 40 ляемых техническими условиями на их эксплуатацию. Вне зависимости от типа потребителей они могут быть представлены в схеме в виде активно-индуктивных цепей. фЯ

Способ осуществляют с помощью устройства следующим образом.

В нормальном режиме фунционирования системы электропитания ответственные потребители и параллельно соединенные между собой группа синхронных гистерезисных двигателей 1 с установленными на их валах вращающимися массами подключают к источнику переменного питающего напряжения (не показан}. Гистерезисные двигатели 1 разгоняются до заданной частоты вращения, входят в синхронизм и вращаются синхронно с частотой, определяемой частотой источника переменного питающего напряжения.

При исчезновении напряжения питания по любой причине необходимо в течение некоторого времени обеспечить бесперебойное питание ответственных потребителей. Для этих целей используют энергию вращающихся масс, приводимых во вращение гистерезисными двигателями, число которых выбирают из условия обеспечения энергией потребителей в течение определенного интервала времени. Для этого подключают ответственные потребители к зажимам фаз гистерезисных двигателей. Естественное возбуждение гистерезисных двигателей мало и они способны развивать на выбеге напряжение не более половины напряжения питающей сети. Поэтому естественная рекуперация энергии в нагрузку 10, которыми являются в этом режиме ответственные потребители, недостаточна как по уровню отдаваемой энергии, так и по уровню напряжения. Для повышения удельной мощности, отдаваемой двигателями, осуществляют их конденсаторное возбуждение, для чего подключают на зажимы гистерезисных двигателей 1 батарею 2 конденсаторов.

Толчком для начала конденсаторного возбуждения является либо остаточное напряжение, определяемое намагниченностью гистерезисных двигателей, либо напряжение заряженных конденсаторов, подключаемых к двигателям.

Процесс возбуждения развивается лавинообразно и наступает автоколебательный режим с напряжением в общих точках линии 11 соединения двигате-. лей и конденсаторов, превышающим в

1,5-2,5. раза номинальное напряжение питающей сети. Для установления номинального значения напряжения подбирают величину активных и индуктивных параметров, подключаемых к гистерезисным двигателям цепей.

Принципиально изменение эквивалентной индуктивности гистерезисные двигатели — ответственный потребитель может проводиться путем отключения и подключения части индуктивных цепей потребителей lO, или подключением дополнительной группы выбегающих гистерезисных двигателей i или изменением величины конденсаторных батарей 2. Однако все эти варианты

1259415 приводят к дискретным изменениям напряжения на зажимах потребителей. и поэтому более предпочтительным вариантом является изменение эквивалентной индуктивности реакторов, 5 подключенных параллельно нагрузке.

В предлагаемом устройстве эту задачу выполняют реакторы 4. По мере выбега двигателей напряжение в линии 11; соединяющей потребителей 10 и двигателя 1, уменьшается из-за снижения величины ЭДС и изменения эквивалентной индуктивности гистерезисных двигателей. Последнее объясняется спецификой проявления высших 15 гармоник воздушного зазора в гистерезисном двигателе в области низких частот скольжения. Кроме того, по ме. ре увеличения скольжения увеличиваетсй доля потерь в роторе на пере- 20 магничивание, т.е. уменьшается эквивалентное комплексное сопротивление ротора. Для компенсации этих изменений увеличивают эквивалентную индук-. тивность реакторов, подключенных 25 на зажимы гистерезисных двигателей.

Практическое решение этой задачи может быть осуществлено любым известным способом, например регулированием подмагничивания реакторов, изме- З0

1 нением числа витков и т;д. Тот же результат дает изменение времени подключения реакторов в сети, что в предлагаемой схеме достигается регулированием синхронно с частотой вращения двигателей угла включения тиристоров 5.

Вместо измерения частоты возможно измерение напряжения на зажимах наг1 рузки и регулирование в функции от- 40 клонения напряжения от заданного уровня времени включения тиристоров или, что эквивалентно, среднего зна.чения тока через реакторы.

Измерение напряжения именно на 45 зажимах нагрузки целесообразно из-за повышения точности стабилизации, поскольку линия 11 при высокой частоте напряжения имеет большое индуктивное сопротивление и соответствующее паде-50 ние напряжения в ней.

Дискретное изменение нагрузки не

"срывает" режим конденсаторного возбуждения, так как наличие конденсаторов 2 и индуктивностей в линии 11 55 не приводит к режиму дискретного изменения нагрузки на зажимах. двигате лей 1 и потери их возбуждения. При

4 этом использование быстродействующего регулятора на базе управляемь6с реакторов 3 дает возможность парировать дискретное изменение нагрузки и сохранить режим параметрическогЬ резонанса в цепях двигатели l — батарея 2 конденсаторов.

Устойчивый режим конденсаторного возбуждения и высокий уровень развиваемого напряжения на зажимах гистерезисных двигателей, позволяет в несколько раз увеличить удельную рекуперируемую мощность вращающихся масс. Стабилизация напряжения путем изменейия эквивалентной индуктивности цепи гистерезисные двигатели— ответственные потребители создает нормальный режим работы ответственных потребителей в течение времени отключения основной сети питания.

В производствах, использующих мнегодвигательные гистереэисные приводы, схемы электроснабжения ответственных потребителей должны быть оборудованы установками бесперебойного питания, которые в настоящее время представляют собой преобразовательные подстанции, выполненные на осно- . ве агрегатов бесперебойного питания и состоящие из аккумуляторных бата рей, управляемых выпрямителей и инверторов напряжения (тока). Наличие аккумуляторных батарей в составе установок бесперебойного питания требует сооружения специальных помещений, оборудованных системами приточной и вытяжной вентиляции, наличия зарядных и подэарядных устройств, элемент ных коммутаторов, распределительных щитов и специальных статических. преобразователей, обеспечивающих электропитание ответственных потребителей. Это требует значительных капи.». тальных и эксплуатационных затрат.

Как элемент схемы электроснабжения, такая подстанция работает в ждущем режиме, что обуславливает незначи" тельный коэффициент использованияоборудования.

Использование предлагаемого способа рекуперации энергии вращающихся масс позволяет сократить капитальные затраты затраты на сооружение специальных помещений, существенно . уменьшить затраты на электроэнергию и обслуживание установок питания ответственных потребителей.

12594! !

t

Тираж б12 Подписное

ВНИИ ПИ Заказ 5133/5Д

Произв.-лолнгр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ бесперебойного питания электрической энергией ответственного потребителя, при котором разные цепи укаэанного ответственного потребителя, выполненные в виде активноиндуктивных цепей, подключают к источнику переменного питающего напряжения и к параллельно соединенным 10 между собой обмоткам группы синхронных гистерезисных двигателей с установленными на их валах вращаюшимися массами, разгоняют гистерезисные двигатели до заданной частоты вращения, а при отключении источника переменного питающего напряжения осуществляют рекуперацию энергии вращающихся масс ответственному потребителю путем использования выбегающих гистере- 20 зисных двигателей в качестве генераторов электрической энергии, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения удельной мощности рекупери руемой энергии, в момент отключения 25 источника переменного питающего напряжения дополнительно осуществляют конденсаторное возбуждение гистерезисных двигателей, обеспечивая на их обмотках номинальное напряжение, а 30 по мере уменьшения указанного напря" жения на обмотках при выбеге гистерезисных двигателей и уменьшения частоты вращения увеличивают возбуждение

Гистерезисных двигателей путем изме1

15 6 нения эквивалентной индуктивности цепи гистерезисные двигатели — ответ ственный потребитель иэ условия поддержания напряжения на обмотках гистерезисных двигателей равным номинальному.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что изменение эквивалентной индуктивности цепи гистерезисные двигатели — ответственный потребитель производят путем отключения части индуктивных целей ответственного потребителя в зависимости от частоты вращения выбегающих гистерезисных двигателей.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что изменение эквивалентной индуктивности цепи гистерезисные двигатели — ответственный потребитель производят в зависимости от частоты вращения выбегающих гистерезисных двигателей путем подключения к их обмоткам дополнительных регулируемых по величине индуктивностей.

А. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что изменение эквивалентной индуктивности цепи гисте-, резисные двигатели — ответственный потребитель производят в зависимости от частоты вращения выбегающих гистерезисных двигателей путем подключения к их обмоткам дополнительных выбегающих гистерезисных двигателей.