RU128035U1

RU128035U1 - POWER SUPPLY SYSTEM

Info

Publication number: RU128035U1
Application number: RU2013102327/07U
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Кириллов; Владимир Иванович Полянский; Максим Викторович Воронин; Алексей Николаевич Леждей; Михаил Алексеевич Азаров; Иван Юрьевич Плужников; Дмитрий Константинович Гусев
Original assignee: Николай Петрович Кириллов
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2013-05-10

Abstract

Система электропитания автономного объекта, содержащая сеть, аккумуляторную батарею, общие шины и потребители, содержащие двигатель насоса, двигатель вентилятора и двигатель компрессора, причем указанные потребители подключены непосредственно к общим шинам, отличающаяся тем, что введено выпрямительное устройство, вход которого подключен к сети, а выход соединен с общими шинами непосредственно, плюсовой вывод аккумуляторной батареи соединен с плюсовой шиной общих шин через разделительный диод, катод которого соединен с плюсовым выходом выпрямительного устройства, а минусовой вывод указанной батареи соединен с минусовой шиной общих шин непосредственно, при этом потребители: двигатель насоса, двигатель вентилятора и двигатель компрессора выполнены вентильными.The power supply system of an autonomous object containing a network, a battery, common buses and consumers containing a pump motor, a fan motor and a compressor motor, said consumers being connected directly to the common buses, characterized in that a rectifier device is introduced, the input of which is connected to the network, and the output is connected to the common buses directly, the positive terminal of the battery is connected to the positive bus of the common buses through a diode, the cathode of which is connected to the positive output ohm of the rectifier device, and the negative terminal of the indicated battery is connected directly to the negative bus of common buses, while consumers: pump motor, fan motor and compressor motor are made valve.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использовано в качестве систем электропитания автономного объекта.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as power systems of an autonomous object.

Известна система электропитания автономного объекта, содержащая сеть, аккумуляторную батарею, трехфазный инвертор, общие шины и потребители, содержащие двигатель насоса, двигатель вентилятора и двигатель компрессора, причем в рабочем режиме общие шины подключены к сети, а указанные потребители подключены к общим шинам непосредственно, в аварийном режиме общие шины подключены к аккумуляторной батарее через трехфазный инвертор [1]. Данная система электропитания нашла широкое применение на различных автономных объектах, однако ей присущи и недостатки, среди которых основными являются сравнительно низкий КПД, относительно низкая надежность, наличие перерыва в питании потребителей при переходе от сети на аккумуляторную батарею, большие пусковые токи, поскольку все указанные двигатели являются трехфазными асинхронными.A known power system of an autonomous object, containing a network, a battery, a three-phase inverter, common buses and consumers, containing a pump motor, a fan motor and a compressor motor, moreover, in operating mode, the common buses are connected to the network, and these consumers are directly connected to the common buses, in emergency mode, the common buses are connected to the battery via a three-phase inverter [1]. This power supply system has been widely used in various autonomous facilities, but it also has drawbacks, among which the main ones are relatively low efficiency, relatively low reliability, interruptions in power supply to consumers when switching from mains to battery, high starting currents, since all of these motors are three-phase asynchronous.

Техническим результатом полезной модели является снижение длительности перерыва в питании потребителей при смене режимов работы системы.The technical result of the utility model is to reduce the duration of a break in the power of consumers when changing the operating modes of the system.

Требуемый технический результат достигается тем, что в систему электропитания автономного объекта, содержащую сеть, аккумуляторную батарею, общие шины и потребители, содержащие двигатель насоса, двигатель вентилятора и двигатель компрессора, причем указанные потребители подключены к общим шинам непосредственно, введено выпрямительное устройство, вход которого подключен к сети, а выход соединен с общими шинами непосредственно, плюсовой вывод аккумуляторной батареи соединен с плюсовой шиной общих шин через разделительный диод, катод которого соединен с плюсовым выходом выпрямительного устройства, а минусовой вывод указанной батареи соединен с минусовой шиной общих шин непосредственно, при этом потребители: двигатель насоса, двигатель вентилятора и двигатель компрессора выполнены вентильными.The required technical result is achieved by the fact that in the power supply system of an autonomous object containing a network, a battery, common buses and consumers containing a pump motor, a fan motor and a compressor motor, said consumers being directly connected to the common buses, a rectifier device is introduced, the input of which is connected to the network, and the output is connected to the common buses directly, the positive terminal of the battery is connected to the positive bus of the common buses through a diode, cathode to it is connected to the positive output of the rectifier device, and the negative terminal of the specified battery is connected directly to the negative bus of common buses, while consumers: pump motor, fan motor and compressor motor are made valve.

На чертеже изображена структурная схема системы электропитания автономного объекта.The drawing shows a structural diagram of a power system of an autonomous object.

Система содержит сеть 1, выпрямительное устройство 2, аккумуляторную батарею 3, общие шины 4, потребители 5 и разделительный диод 6, причем вход 2-1 выпрямительного устройства 2 соединен с сетью 1, выход 2-2 выпрямительного устройства 2 соединен непосредственно с общими шинами 4, плюсовой вывод 3-2 аккумуляторной батареи 3 с плюсовой шиной 4-1 общих шин 4 через разделительный диод 6, а минусовой вывод 3-1 аккумуляторной батареи 3 соединен с минусовой шиной 4-2 общих шин 4 непосредственно, при этом катод (не обозначен) разделительного диода 6 соединен с плюсовым выходом 2-2 выпрямительного устройства 2, а потребители 5: двигатель насоса 5-1, двигатель вентилятора 5-2 и двигатель компрессора 5-3 выполнены вентильными. Все элементы системы серийно выпускаются отечественной промышленностью [2, 3].The system comprises a network 1, a rectifier 2, a battery 3, common buses 4, consumers 5 and an isolation diode 6, the input 2-1 of the rectifier 2 connected to the network 1, the output 2-2 of the rectifier 2 connected directly to the common buses 4 , the positive terminal 3-2 of the battery 3 with the positive bus 4-1 of the common bus 4 through the diode 6, and the negative terminal 3-1 of the battery 3 is connected directly to the negative bus 4-2 of the common bus 4, while the cathode (not indicated ) the diode 6 is connected to the plus output 2-2 of rectifier device 2, and consumers 5: pump motor 5-1, fan motor 5-2 and compressor motor 5-3 are made valve. All elements of the system are serially produced by domestic industry [2, 3].

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

При наличии напряжения сети 1, оно поступает на вход 2-1 выпрямительного устройства 2, где из переменного напряжения оно преобразуется в постоянное, которое с выхода 2-2 указанного устройства поступает на общие шины 4 и потребители 5: двигатель насоса 5-1, двигатель вентилятора 5-2 и двигатель компрессора 5-3 начинают вращаться. Поскольку напряжение выпрямительного устройства 2 равно заданному значению, то потенциал катода разделительного диода 6 выше потенциала его анода и диод 6 закрыт, поэтому аккумуляторная батарея 3 не разряжается. При пропадании напряжения сети 1 напряжение на выходе 2-2 выпрямительного устройства 2 будет отсутствовать, потенциал катода разделительного диода 6 будет ниже потенциала анода, диод 6 откроется и аккумуляторная батарея 3 будет разряжаться на общие шины 4, что приведет к безостановочной работе двигателей потребителей 5, а именно: двигателя насоса 5-1, двигателя вентилятора 5-2 и двигателя компрессора 5-3. Поскольку время включения силового диода составляет не более 10 мкс, то потребители 5 из-за своей инерционности не среагируют на такой перерыв в питании при смене источников энергии.If there is a voltage of the network 1, it is fed to input 2-1 of the rectifier device 2, where it is converted from alternating voltage to constant, which from the output 2-2 of the specified device goes to common buses 4 and consumers 5: pump motor 5-1, motor fan 5-2 and compressor motor 5-3 begin to rotate. Since the voltage of the rectifier device 2 is equal to the set value, the potential of the cathode of the separation diode 6 is higher than the potential of its anode and the diode 6 is closed, therefore, the battery 3 is not discharged. If the voltage of the network 1 disappears, the voltage at the output 2-2 of the rectifier 2 will be absent, the potential of the cathode of the separation diode 6 will be lower than the potential of the anode, the diode 6 will open and the battery 3 will be discharged to the common buses 4, which will lead to non-stop operation of the consumer engines 5, namely: a pump motor 5-1, a fan motor 5-2 and a compressor motor 5-3. Since the turn-on time of the power diode is not more than 10 μs, consumers 5 due to their inertia will not respond to such a break in the power supply when changing energy sources.

Для определения эффективности предложенной системы используем данные источников [2 и 3]. В известной системе переключение при переходе от сети на батарею осуществляется электромагнитными элементами, время включения которых более 0,001 с. Для определения эффективности системы Э_б по быстродействию сравним t_вкл диода и t_вкл электромагнитного аппарата:To determine the effectiveness of the proposed system, we use data from sources [2 and 3]. In the known system, switching during the transition from the network to the battery is carried out by electromagnetic elements, the switching time of which is more than 0.001 s. To determine the efficiency of the system E _b in terms of speed, we compare t _{on the} diode and t _{on the} electromagnetic apparatus:

Кроме того предлагаемая система имеет более высокий КПД. Если считать, что КПД двигателя насоса мощностью 500 Вт равен, η_н=0,75; КПД двигателя вентилятора мощностью 300 Вт равен, η_в=0,69, а КПД двигателя компрессора мощностью 1 кВт равен, η_к=0,79, то общий КПД потребителей η_общ будет равен [4]:In addition, the proposed system has a higher efficiency. Assuming that the pump efficiency of the engine is equal to 500 W, η _n = 0.75; Efficiency 300 watt fan motor is, η _in = 0.69 and efficiency of the compressor motor is equal to 1 kW, _for η = 0.79, the total efficiency η consumers _commonly is [4]:

в то время как КПД вентильного двигателя не может быть меньше 0,85, тогда общий КПД предлагаемых потребителей η_общ2 будет равенwhile the efficiency of the valve motor cannot be less than 0.85, then the total efficiency of the proposed consumers η _total2 will be equal to

тогда эффективность Э_η по КПД равна отношению:then the efficiency of E _η in terms of efficiency is equal to the ratio:

т.е. почти 40%.those. almost 40%.

Таким образом объединение источников энергии через внутренние связи позволило уменьшить перерыв в питании потребителей почти на два порядка.Thus, the combination of energy sources through internal communications has reduced the break in consumer nutrition by almost two orders of magnitude.

Источники, принятые во внимание:Sources taken into account:

[1]. Мыцык Г.С., Михеев В.В. Инженерный опыт разработки системы резервного электропитания автономного объекта. Тезисы докладов НТК ЭКАО-97. М., МЭИ, 1997, с.115…117.[one]. Mytsyk G.S., Mikheev V.V. Engineering experience in developing a backup power system for an autonomous facility. Abstracts of NTK ECAO-97. M., MPEI, 1997, p. 115 ... 117.

[2]. Электротехнический справочник. Т.2. Под ред. В.Г. Герасимова. М, МЭИ, 2003, с.240….261.[2]. Electrical reference book. T.2. Ed. V.G. Gerasimova. M, MPEI, 2003, p. 240 ... .261.

[3]. Зиннер Л.Я., Скороспешник А.И. Вентильные двигатели постоянного и переменного тока. М., Энергоиздат, 1981.[3]. Zinner L.Ya., Skorospeshnik A.I. Valve motors of direct and alternating current. M., Energy Publishing House, 1981.

[4]. Унифицированная серия асинхронных двигателей Интерэлектро. Под ред. В.И. Родина. М., Энергоатомиздат, 1990.[four]. The unified series of asynchronous motors Interelectro. Ed. IN AND. Homeland. M., Energoatomizdat, 1990.

Claims

The power supply system of an autonomous object containing a network, a battery, common buses and consumers containing a pump motor, a fan motor and a compressor motor, said consumers being connected directly to common buses, characterized in that a rectifier device is introduced, the input of which is connected to the network, and the output is connected to the common buses directly, the positive terminal of the battery is connected to the positive bus of the common buses through a diode, the cathode of which is connected to the positive output ohm of the rectifier device, and the negative terminal of the indicated battery is connected directly to the negative bus of common buses, while consumers: pump motor, fan motor and compressor motor are made valve.