система автономного электропитания

Формула изобретения

Система автономного электропитания, состоящая из аккумуляторной батареи, реостата, электродвигателя постоянного тока, синхронного генератора с возбудителем и потребляемых узлов, где синхронный генератор с возбудителем жестко связан с электродвигателем постоянного тока и имеет первый, второй и третий выходы, соединенные соответственно с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов, а выход аккумуляторной батареи соединен с входом реостата, отличающаяся тем, что вводятся трехфазный выпрямитель со сглаживающим фильтром, автоматический расцепитель и блок автоматической регулировки питания, при этом первый, второй и третий выходы синхронного генератора с возбудителем соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя со сглаживающим фильтром, выход которого соединен через блок автоматической регулировки питания с первым входом автоматического расцепителя, второй вход которого соединен с выходом реостата, а выход с входом электродвигателя постоянного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания объектов.

Известна система автономного электропитания, представленная в книге Е.С.Траубе, В.М.Миргородский, М., Высшая школа, 1985, стр.96.

В ней с помощью первичного двигателя, который может представлять из себя электродвигатель постоянного тока, питаемого от аккумуляторной батареи, осуществляется вращение вала синхронного генератора с возбудителем. При этом вал генератора жестко связан с валом электродвигателя. Ток с выхода аккумуляторной батареи регулируется с помощью реостата, а трехфазное напряжение от синхронного генератора поступает к узлам потребления. Однако система требует постоянного подключения батареи.

Известная система автономного электропитания, изложенная в книге В.Е.Китаев. Электротехника с основами промышленной электроники. М., Высшая школа, 1985, стр.138-140. В ней используются те же узлы, что и в вышеупомянутом первом аналоге. Однако так же не обеспечивается вращение вала электродвигателя без постоянного подключения батареи.

С помощью предлагаемой системы обеспечивается вращение вала электродвигателя без постоянного подключения батареи. Достигается это введением трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, автоматического расцепителя и блока автоматической регулировки питания, при этом первый, второй и третий выходы синхронного генератора с возбудителем соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, выход которого соединен через блок автоматической регулировки питания с первым входом автоматического расцепителя, второй вход которого соединен с выходом реостата, а выход с входом электродвигателя постоянного тока.

На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - аккумуляторная батарея; 2 - реостат; 3 - автоматический расцепитель; 4 - электродвигатель постоянного тока; 5 - синхронный генератор с возбудителем; 6 - блок автоматической регулировки питания; 7 - трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром; 8 - потребляемые узлы,

при этом первый, второй и третий выходы синхронного генератора с возбудителем 5 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов 8 и трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром 7, выход которого соединен через блок автоматической регулировки питания 6 с первым входом автоматического расцепителя 3, имеющего второй вход и выход, соответственно соединенные через реостат 2 с выходом аккумуляторной батареи 1 и с входом электродвигателя постоянного тока 4, жестко связанного с синхронным генератором с возбудителем 5.

Система работает следующим образом.

С помощью аккумуляторной батареи 1 осуществляется подача постоянного тока через реостат 2, через автоматический расцепитель 3 в электродвигатель постоянного тока 4, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 5. Последний выдает трехфазное переменное напряжение в потребляемые узлы 8 и в трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром 7. Значение тока с выхода аккумуляторной батареи 1 регулируется с помощью реостата 2.

Пример исполнения синхронного генератора с возбудителем 5, где осуществляется с помощью генератора постоянного тока возбуждение обмоток возбуждения, представлен в вышеупомянутом Главном аналоге на стр.139, рис.94, а пример исполнения трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, осуществляющим преобразование переменного напряжения в постоянное, представлен в вышеупомянутом первом аналоге на стр.107, где необходимое напряжение для выпрямления устанавливается на вторичной обмотке трансформатора. При этом отмечено, что такой выпрямитель обеспечивает питание электродвигателя постоянного тока. Подключение выпрямителя 7 к трехфазному выходу генератора 5 не ухудшит качество питания потребляемых узлов 8. Кроме того, в книге B.C.Китаева "Электротехника с основами промышленной электроники" на стр.171 отмечено, что частота вращения вала электродвигателя увеличивается с увеличением напряжения, поступающего на его вход. С выхода трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром 7 выпрямленное напряжение поступает через блок автоматической регулировки питания 6 на первый вход автоматического расцепителя 3, с помощью которого осуществляется автоматическое подключение к первому или второму его входам в зависимости от величин напряжений, поступающих на эти входы. В частности, после фиксации определенного значения напряжения от аккумуляторной батареи, соответствующего установившемуся режиму работы электродвигателя постоянного тока 4, в автоматическом расцепителе 3 осуществляется подключение его второго входа к выходу блока автоматической регулировки питания 6. Пример конкретного исполнения автоматического расцепителя представлен, например, в вышеупомянутом источнике, указанном в первом аналоге в книге Е.С.Траубе и В.Г.Миргородского на стр.142-143. После вышеупомянутого подключения блока автоматической регулировки питания 6 при уменьшении напряжения ниже опорного осуществляется в блоке 6 стабилизация напряжения, поступающего через автоматический расцепитель 3 в электродвигатель постоянного тока 5. Однако, когда напряжение станет ниже регулируемого, автоматический расцепитель 3 подключает аккумуляторную батарею 1 к электродвигателю 4. Далее снова повторяются вышеупомянутые действия.

Пример конкретного исполнения блока автоматической регулировки питания представлен, например, в книге М.Кауфман, А.Сидман "Практическое руководство по расчетам схем в электронике". Справочник №1, М., Энергоатомиздат, 1991, стр.219. Таким образом, благодаря введению узлов, обеспечивающих обратную связь между синхронным генератором с возбудителем 5 и электродвигателем постоянного тока 4, осуществляется в течение определенного периода времени вращение вала электродвигателя 4 без подключения батареи 1. Объясняется это инерционностью вращения вала электродвигателя, что дает возможность с помощью блока автоматической регулировки питания 6 удерживать в течение некоторого периода времени постоянное вращение этого вала.

Система может быть применена при отсутствии сетевых источников питания, где нет других двигателей, например, внутреннего сгорания и т.д. При этом обеспечивается экономный режим работы источника питания.