система электропитания переменным током

Формула изобретения

Система электропитания переменным током, состоящая из источника питания электродвигателя, синхронного генератора с возбудителем и потребляемых узлов, где электродвигатель жестко связан с синхронным генератором с возбудителем, имеющий первый, второй и третий выходы соответственно, соединенные с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов, отличающаяся тем, что используется в качестве источника питания источник питания переменным током и в качестве электродвигателя синхронный электродвигатель, а также вводится блок из трех автоматических расцепителей и два трансформаторных феррорезонансных стабилизатора напряжения, при этом первый, второй и третий выходы источника переменного тока через блок из трех автоматических расцепителей соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами синхронного электродвигателя, а четвертый, пятый и шестой входы вышеупомянутого блока соответственно соединены с первым выходом первого трансформаторного феррорезонансного стабилизатора напряжения, с вторыми выходами вышеупомянутого стабилизатора и второго трансформаторного феррорезонансного стабилизатора напряжения, а также с третьим выходом этого второго стабилизатора, имеющего первый и второй входы, соответственно соединенные с первым и вторым выходами синхронного генератора с возбудителем, второй выход которого также соединен с вторым входом вышеупомянутого первого трансформаторного феррорезонансного стабилизатора, имеющего первый вход, соединенный с третьим выходом синхронного генератора с возбудителем.

Описание изобретения к патенту

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

Известна система электропитания переменным током, представленная в книге А.А.Евсюкова «Электротехника». М., Просвещение, 1979, стр.144.

В ней с помощью первичного двигателя осуществляется вращение вала синхронного генератора с возбудителем. В качестве двигателя может быть использован электродвигатель переменного тока, питаемый от источника переменного тока. При этом вал генератора жестко связан с валом электродвигателя. Трехфазное напряжение с синхронного генератора поступает к потребляемым узлам. Однако система требует постоянного потребления источника питания.

Известна система электропитания переменным током, представленная в патенте автора №2284644 в виде системы автономного электропитания. В ней также с помощью двигателя осуществляется вращение вала синхронного генератора с возбудителем, от которого трехфазное напряжение поступает к потребляемым узлам. После преобразования переменного напряжения в постоянное и осуществления стабилизации напряжение поступает через автоматический расцепитель в двигатель. При этом происходит подключение то первого, то второго входа расцепителя в зависимости от величин напряжений, поступающих на входы. Таким образом, благодаря обратной связи обеспечивается вращение вала двигателя какое-то время без подключения источника питания. Однако мощность системы не всегда соответствует предъявляемым требованиям.

С помощью предлагаемой системы увеличивается ее мощность. Достигается это использованием в качестве источника питания источника переменного тока и в качестве электродвигателя синхронного электродвигателя, а также введением блока из трех автоматических расцепителей и двух трансформаторных феррорезонансных стабилизаторов напряжений, при этом первый, второй и третий выходы источника переменного тока через блок из трех автоматических расцепителей соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами синхронного электродвигателя, а четвертый, пятый и шестой входы вышеупомянутого блока соответственно соединены с первым выходом первого трансформаторного феррорезонансного стабилизатора напряжения, с вторыми выходами вышеупомянутого стабилизатора и второго трансформаторного феррорезонансного стабилизатора напряжения, а также третьим выходом этого второго стабилизатора, имеющего первый и второй входы, соответственно соединенные с первым и вторым выходами синхронного генератора с возбудителем, второй выход которого также соединен с вторым входом вышеупомянутого первого трансформаторного феррорезонансного стабилизатора, имеющего первый вход, соединенный с третьим выходом синхронного генератора с возбудителем. На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - источник переменного тока;

2 - блок из трех автоматических расцепителей;

3 - синхронный электродвигатель;

4 - синхронный генератор с возбудителем;

5, 6 - трансформаторные феррорезонансные стабилизаторы напряжения;

7 - потребляемые узлы,

при этом первый, второй и третий выходы источника переменного тока 1 через блок из трех автоматических расцепителей 2 соответственно соединены: с первым, вторым и третьим входами синхронного электродвигателя 3, а четвертый, пятый и шестой входы вышеупомянутого блока 3 соответственно соединены с первым выходом трансформаторного феррорезонансного стабилизатора напряжения 5, с вторыми выходами вышеупомянутого стабилизатора 5 и трансформаторного феррорезонансного стабилизатора напряжения 6, а также третьим выходом этого стабилизатора 6, имеющего первый и второй входы, соответственно соединенные с первым и вторым выходами синхронного генератора с возбудителем 4, второй выход которого также соединен с вторым входом вышеупомянутого трансформаторного феррорезонансного стабилизатора 5, имеющего первый вход, соединенный с третьим выходом синхронного генератора с возбудителем 4, соединенным также с третьим входом потребляемых узлов 7, первый и второй входы которых соответственно соединены с первым и вторым выходами вышеупомянутого синхронного генератора с возбудителем 4, жестко связанного с синхронным электродвигателем 3.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью источника переменного тока 1 осуществляется подача трехфазного переменного напряжения через блок из трех автоматических расцепителей 2 в синхронный электродвигатель 3, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 4. Последний выдает трехфазное переменное напряжение в потребляемые узлы 7, расположенные, например, на каком-либо объекте - здании, предприятии и т.д. Также от генератора 4 первая и вторая фазы поступают в трансформаторный феррорезонансный стабилизатор напряжения 6 и вторая и третья фазы в аналогичный стабилизатор 5. В этих стабилизаторах при изменении переменного напряжения на входах на выходах имеет место номинальное напряжение. На шестой, пятый и четвертый входы блока из трех автоматических расцепителей 2 поступают соответственно первая фаза со стабилизатора 6, вторая фаза со стабилизаторов 5 и 6 и третья фаза со стабилизатора 6. Таким образом, вторые фазы соединены на входах и выходах стабилизаторов 5, 6. Пример исполнения синхронного генератора с возбудителем 4, где осуществляется с помощью генератора постоянного тока возбуждение обмоток возбуждения, представлен в книге В.Е.Китаева «Электротехника с основами промышленной электроники». М., Высшая школа, 1985, стр.139, рис.94. Пример исполнения каждого из трех автоматических расцепителей, входящих в состав блока из трех автоматических расцепителей 2, представлен, например, в книге Е.С.Траубе и В.Г.Миргородского на стр.142, 143, М., Высшая школа, 1985. При этом каждый расцепитель подключен к соответствующей фазе, выдаваемой источником переменного тока 1. Пример конкретного исполнения трансформаторного феррорезонансного стабилизатора напряжения 5, 6 представлен, например, в книге А.А.Евсюкова «Электротехника». М., Просвещение, 1979 г., стр.141, 142, рис.3.34, где благодаря применению трансформатора можно получить номинальное напряжение при понижении входного напряжения. В каждом автоматическом расцепителе блока 2 осуществляется подключение соответствующих выходов от стабилизаторов 5, 6 или соответствующих выходов от источника переменного тока 1 в зависимости от величины напряжения, поступающего от стабилизаторов 5, 6. Если эти напряжения будут ниже стабилизированных, то каждый из автоматических расцепителей 2 подключит соответствующую фазу от источника переменного тока 1 к синхронному электродвигателю 3. Пример исполнения синхронного двигателя представлен в книге А.А.Евсюкова на стр.176-179. После фиксации в каждом автоматическом расцепителе номинального напряжения от стабилизатора каждый из автоматических расцепителей блока 2 подключит соответствующую фазу от стабилизатора к синхронному электродвигателю 3. Как отмечено в вышеупомянутой книге А.А.Евсюкова на стр.182, синхронные электродвигатели являются двигателями большой мощности. Кроме того, как отмечено в вышеупомянутой книге В.Е.Китаева на стр.145, синхронный двигатель менее чувствителен к изменению напряжений. Поэтому при напряжении ниже стабилизированных в момент переключений автоматических расцепителей скорость вращения вала двигателя будет еще близка к номинальной, что не потребует проведения специальных мер для дополнительного разгона. Следовательно, создается возможность увеличить мощность синхронного генератора с возбудителем, сконструированным таким образом, чтобы обеспечить нужную частоту трехфазного напряжения для питания потребляемых узлов, количество которых также можно увеличить. Таким образом, благодаря введению узлов, обеспечивающих обратную связь между синхронным генератором с возбудителем 4 и электродвигателем 3, осуществляется в течение определенного периода времени постоянное вращение вала электродвигателя без подключения источника переменного тока.

Система может быть применена для реализации экономного потребления электроэнергии от сети, что обеспечит большой экономический эффект.