Устройство для бесперебойного электроснабжения

 

© И С А Н И Е >909756

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Рес ублык

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свил-ву N 684673 (22) Заявлено 18. 07. 80 (2() 2957043/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8

Дата опублккования описания 02. 03. 82 (5()M. Кл.

Н 02 ) 9/00

Гооудорстоеиный комитет

СССР по делом иэобретеиий и открытий (53) УДК 621. 316.

925 (088, 8) 1 к

В. А. Разумов и Н. Н. Овсянников., 1

Ярославский политехнический институт. (72) Авторы изобретения

3 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСПЕРЕБОЙНОГО

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к защите системы согласованного вращения электроприводов. Устройства для защиты двигателей электрического вала от выпадения из синхронизма при перебое в централизованном электроснабжении при- О меняются, например, в токарно-винторезных станках, где для связи главного привода планаайбы с приводом подачи суппорта вместо ходового винта ус

10 тановлен электрический вал.

По основному авт.св. V 684673 известно устройство для бесперебойного электроснабжения, содержащее основной источник трехфазного электропитания, 15 выключатель и дополнительный источник питания -,асинхронный генератор с маховиком 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, зашунтированные цепью 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 анодъ 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 ситу-. ации ° При перебое в централизованном электроснабжении асинхронная машина автоматически переходит в генераторный режим, самовозбуждаясь реактив" ным током конденсаторов со стороны статорной цепи и постоянным током со стороны роторной цепи от выпрямителя, содержащего согласующий трансформатор, вентильный мост и сглаживающий

3 . 90975 фильтр, и становится дополнительным и сточни ком питания „обе спе чи вающим синхронный останов двигателей элект"рического вала за счет энергии, запасенной в маховике (1 J .

Однако недостаток известного устройства заключается в том, что напряжение асинхронного генератора уменьшается по иере снижения скорости вращения маховика, причем напряжение уменьшается более интенсивно, чем скорост ь.

Цель изобретения - уменьшить за- . висимость напряжения асинхронного генератора от скорости вращения махо- 1 вика путем регулирования степени под-, магничивания асинхронного генератора со стороны роторной обмотки.

Поставленная цель достигается тем, что в цепь ротора 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 сравнения напряжений соединены со статорной обмоткой асичхронного генератора.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства.

К основному источнику 1 электропитания через выключатель 2 подключено на статорная обмотка асинхронного генератора 3, соединенная с конденсаторами 4 возбуждения и с двигателями и 6 электрического вала. На валу асинхронного генератора расположен маховик 7. К роторной обмотке асинхронного генератора 3, две фазы которой замкнуты накоротко, подводится напряжение возбуждения от выпрямителя, содержащего согласующий трансформатор 8, вентильный иост.9 и сглаживаю- в щий 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 трансформа.

6 ф тор 8 соединен с основным источником электропитания и статорной обмоткой асинхронного генератора. 0 цепь ротора включен тиристорный преобразователь 13, состоящий из силового тиристора 14, 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 роторной обмотки, соединенной с катодной группой диодов вентильного моста, и коммутирующего конденсатора 17, включенного между анодами тиристоров. Управляющие электроды тиристоров 14 и 15 через блок 18 управления и блок 19 сравнения напряжений соединены со статорной обмоткой асинхронного. генератора. 8 блоке 18 управления, который представля" ет собой широтно-импульсный модуля- тор, и блоке 19 сравнения напряжений: могут быть использованы известные схемные решения, поэтому конструкция блоков подробно не описывается.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании выключателя 2 одновременно с подключением двигателей 5 электрического вала к основному источнику электропитания 1 осуществляется пуск асинхронной машины 3, которая разгоняется до скорости, близкой к синхронной, а затеи втягивается в синхронизм. В период нормальной эксплуатации оборудования, например токарно-винторезного станка, асинх- . ронная машина 3 работает в двигательном режиме, вращая маховик 7 и запасая механическую энергию на случай перебоя в центоализованном электроснабжении. На управляющие электроды тиристоров 14 и 15 через бйок l8 управления, представляющий собой широТНо»импульсный модулятор, подается сигнал в виде импульсов управления, поочередно отпирающих тиристоры 14 и 15. Продолжительность импульсов, от. пирающих силовой тиристор 14, и, следовательно, время открытого состояния силового тиристора пропорциональны разности между опорным напряжением и напряжением асинхронного генератора. Разность напряжений, поступающая на блок 18 управления, создается в блоке 19 сравнения напряжений, соеди,ненном со статорной обмоткой асинхрон ного генератора 3. Коммутирующий конТехнико-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" 123.

Формула и зобретения

Устройство для бесперебойного электроснабжения по авт. св. Р" 684673, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения зависимости напряжения асинхронного генератора от сниже" ния 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 обмоткои асинхронного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Г 684673 кл. Н 02 J 9/00, 1977.

5 90975 денсатор 17 и вспомогательный тиристор 15, в анодную цепь которого включен балластный резистор, обеспечивают периодическое запирание силового тиристора 14. Пока статорная обмотка асинхронной машины через выключатель 2 соединена с основным источником l электропитания, продолжительность включенного и отключенного состояний силового тиристора одинакова, а сред- lo ний ток подмагничивания роторной обмотки меньше номинального значения.

При перебое в централизованном электроснабжении асинхронная машина автоматически переходит в генераторный режим, самовозбуждаясь реактивным током конденсаторов 4 со стороны статорной цепи и постоянным током от выпрямителя со стороны ротора и становится дополнительным источником пита- щ ния 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 элект- Зв рического вала. По мере снижения скорости вращения маховика увеличивает.ся разность между. опорным напряжением и напряжением асинхронного генератора.

Это приводит к увеличению продолжительности открытого состояния тиристора 14 и росту среднего значения тока, подмагничивающего асинхронный генератор со стороны роторной цепи. При подмагничивании асинхронного генератора 4в

его напряжение возрастает и, следовательно, в меньшей степени зависит от снижения скорости.