Буферный накопитель кинетической энергии

Буферный накопитель кинетической энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроэнергетике. Цель изобретения - повышение надежности и улучшение качества выходного напряжения. Накопитель содержит два торцовых статора 12 и ротор-маховик 6 с двумя активными сторонами, вес которого компенсируется кольцевым электромагнитом постоянного тока. Сетевая 8 и генераторная 9 обмотки статоров разделены на две части, уложенные в пазах обоих статоров 1, 2, причем статор, обеспечивающий двигательный режим, подключен к питающей сети, статор, обеспечивающий генераторный режим, подключен к сети потребителей, а в фазах статоров включены конденсаторы, настроенные в резонанс для основной гармоники при номинальной скорости вращения ротора-маховика. 3 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„;SU, 1534 (51)5 Н 02 К 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4136448/24 07 (22} 21.10.86 (46) 07.01.90. Бюл. Р 1 (71) Пермский политехнический институт (72) В.М.Столбов, В.А.Бажанова, И.И.Кирка, В,Г.Баков, А.В.Иишланов и Л.И.Силинг (53) 62!.313.32(088.8} (56) Патент США В 4077678, кл. F -16 f 15/30, 1980.

Патент ФРГ У 2544261, кл. Р 16 f 15/30, 1975. (54) БУФЕРНЫЙ НАКОПИТЕЛЬ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к электроэнергетике. Цель изобретения — повы" шение надежности и улучшение качества выходного напряжения. Накопитель содержит два торцовых статора 12 и ротор-маховик 6 с двумя активными сторонами, вес которого компенсируется кольцевым электромагнитом постоянного тока. Сетевая 8 и генераторная 9 обмотки статоров разделены на две части, уложенные в пазах обоих cTGTopoB

l, 2, причем статор, обеспечивающий двигательный режим, подключен к питающей сети, статор, обеспечивающий генераторный режим, подключен к сети потребителей, а в фазах статоров включены конденсаторы, настроенные в резонанс для основной гармоники при но- д минальной скорости вращения роторамаховика. 3 ил.

1534638

Изобретение относится к электрическим машинам и предназначено для обеспечения нормального функциониро" вания таких потребителей, как вычислительные комплексы, АСУ ТП,, отдельные ЭВМ, антоматические междугородные телефонные станции и других аналогичных объектов, не допускающих питания напряжением, искаженных высшими гармониками, и кратковременных исчезновений напряжения ннешней питающей сети, а также для предотвращения передачи информации из сети потребителей в питающую сеть во время технологи- 15 ческого процесса.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение качества выходного напряжения накопителя, На фиг.l представлен буферный íà- 20 копитель, продольный разрез; на фиг.2разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — электрическая схема накопителя.

Накопитель представляет собой устройство с двумя торцовыми статорами 1 25 и 2, в зазоре между которыми на вертикальном валу 3 вращается в подшипниках 4 и 5 дисковый ротор-маховик 6 с массивным ободом 7 (сплошным или навитыми нитями из высокопрочных волокон). На торцовых поверхностях статоров 1 и 2, обращенных к ротору-маховику 6, профрезеронаны радиальные пазы, н которые уложены две независимые трехфаэные обмотки 8 и 9. Одна из обмоток, например 8, является се35 теной и обеспечивает разгон и вращение ротора-маховика, обмотка 9 — является генераторной. К ней подключаются потребители энергии. Каждая из об40 моток 8 и 9 разделена на две части

10, 11, и 12, 13, одна из.которых уложена н одни и те же пазы 14 верхнего статора 1, другая — в пазы 14 нижнего статора 2. Части 10, 11 и 12, 45

13 каждой из обмоток 8 и 9 соединены последовательно (фиг.3) ° Такое расположение обмоток 8 и 9 обеспечивает охват каждой из них полным магнитным потоком.

Число витков генераторной обмотки

9 выбрано таким, что ЭДС, наводимая в ней, несколько больше ЭДС сетевой обмотки 8, и при номинальном напряжении внешней сети и номинальной скорости вращения ротора-маховика 6 рав- 5

55 на напряжению внешней сети. Поскольку обмотки 8 и 9 электрически не соединены, обеспечивается гальваническая развязка сети потребителя от

1 внешней питающей сети.

На торцовых поверхностях ротора 6 выполнены радиальные и кольцевые пазы (не показаны), которые залиты проводящим немагнитным материалом, в результате чего образованы две плоские короткозамкнутые обмотки 15 и 16. Вес ротора-маховика 6 частично компенсируется кольцевым электромагнитом 17 постоянного тока, расположенным под центральной частью ротора-маховика 6 соосно с ним. Все устройство помещено в вакуумированный корпус 18 за исключением подшипников 4 и 5. Обеспечение герметичности в местах выхода вала осуществляется уплотнителями

19 с магнитной жидкостью.

Накопитель работает следующим образом °

Для компенсации веса ротор-маховик

6 предварительно взвешивается в пространстве включением электромагнита

l7. При подаче напряжения на сетевую обмотку 8 ротор-маховик 6 разгоняет-. ся до скорости, определяемой частотой питающего напряжения, и далее вращается непрерывно, имея определенный запас кинетической энергии. Потребители подключаются к генераторной обмотке. Энергия, потребляемая иэ внешней сети, электромагнитным путем передается. в генераторную обмотку 9

I и далее потребителям. Поскольку обмотки (сетевая 8 и генераторная 9) охватываются полным магнитным потоком, а число витков генераторной обмотки 9 несколько больше, чем у сетевой 8, напряжение на зажимах генераторной обмотки 9 при номинальной скорости вращения ротора-маховика 6 равно напряжению питающей сети. Гармонический состав этого напряжения благодаря фильтрующему действию вращающегося ротора-маховика 6 за счет обмоток 15 и 16 не зависит от режима питающей сети, т.е. оно является практически синусоидальным. Только при наличии гальванической развязки сети потребителей и внешней питающей сети, но при отсутствии вращающегося ротора-маховика 6, гармоники внешней сети проникали бы н сеть потребителя и наоборот.

При кратковременных исчезновениях напряжения внешней сети бесперебойность электроснабжения потребителей обеспечивается за счет накопленной в

5 15 роторе-маховике 6 кинетической энергии, а при восстановлении исчезнувmего напряжения благодаря фильтрующему действию вращающегося ротора-маховика 6 исключаются нежелательные броски напряжения у потребителей. Самовозбуждение двигателя-генератора при этом осуществляется или постредством статических конденсаторов или при помощи тиристорного источника реактивной мощности, который одновре" менно может использоваться как источник питания при частотах, превышающих частоту промышленной сети.

Предлагаемый накопитель обладает большей надежностью, чем известный, за счет обеспечения-бесперебойности питания и лучшим качеством выходного напряжения за счет демпфирования высших гармоник тока.

Применение буферного накопителя энергии для питания ответственных потребителей позволяет исключить нарушение ряда технологических процессов, осуществляемых при использовании или управляемых при помоши 3BN на некоторых специальных производствах, исклю34638 чить выход иэ строя чувствительного к броскам напряжения электронного оборудования иа автоматических телефон5 ных станциях, а при использовании на

ЛЭС в качестве источника питания в случае кратковременного исчезновения напряжения в сети собственных нужд— предотвратить расхолаживание реактора.

Формула изобретения

Буферный накопитель кинетической энергии, содержащий ротор-маховик в

15 виде диска с ободом, размещенным между двумя торцовыми статорами, в которых размещены обмотки — сетевая и генераторная, систему магнитной компенсации массы ротора-маховика, о т л ич ающий с я тем, что, с цеяыо повышения надежности и улучшения качества выходного напряжения, обмотки

1 статоров выполнены каждая из двух частей, размещенных в разных статорах в

25 одEIHx и тех же пазах, а на торцах ротора-маховика выполнены радиальные и кольцевые пазы, заполненные немагнитным проводящим материалом, образующим короткозамкнутые обмотки.

1534638

Вс

Составитель А. Трепутнева

Текред JI.Ñeðäþêîâà Корректор Т.Палий

Редактор Н.Гунько

Заказ 51 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Го-ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

8pplf Éè опалюр

Нцжоии

Сftj utn0P

Фиг.3

0иуо3истки Ю

И@ШЯ ЩхИРЯО

СР7 C7llFOPlf ц 0е)цвЮнотки К 44 НШЯНИО смампра