RU2208284C1 - Система бесперебойного электропитания потребителей - Google Patents
Система бесперебойного электропитания потребителей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208284C1 RU2208284C1 RU2001127510/09A RU2001127510A RU2208284C1 RU 2208284 C1 RU2208284 C1 RU 2208284C1 RU 2001127510/09 A RU2001127510/09 A RU 2001127510/09A RU 2001127510 A RU2001127510 A RU 2001127510A RU 2208284 C1 RU2208284 C1 RU 2208284C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power supply
- load
- power
- line
- phase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для бесперебойного электропитания ответственных потребителей: станков с ЧПУ, микропроцессорной техники, технологических устройств, не допускающих перерыва в электроснабжении. Техническим результатом является упрощение, удешевление и повышение надежности. Система бесперебойного электропитания содержит нагрузку, два независимых источника с одинаковыми частотой тока и чередованием фаз, две одинаковые асинхронные машины, две одинаковые конденсаторные установки, роторы асинхронных машин сочленены между собой механически на общем валу, обмотки статоров машин, конденсаторные установки и по половине нагрузки подключены каждая к своему источнику питания. Устройства контроля напряжения источника питания одним входным выводом подключены каждое к фазе соответствующего источника питания. Контакты указанных устройств каждого источника питания, включенные последовательно между собой и катушкой коммутирующего аппарата соответствующего источника питания, подключены между любой из фаз и нулевым проводом этого источника питания. Контакты соответствующего коммутирующего аппарата включены последовательно в каждую фазу источника питания. В режиме нормальной работы асинхронные машины работают как двигатели на холостом ходу, вращая общий вал. Конденсаторы компенсируют реактивную мощность в сети, повышая ее cos φ. Нагрузка, двигатель и конденсаторы питаются каждый от своей линии. При аварии на любой из линий снижается напряжение на ее входе и отключается контактор поврежденной линии. Асинхронная машина неповрежденной линии продолжает вращать общий вал. Машина отключенной линии переходит в генераторный режим, возбуждаясь от конденсаторной батареи и питая нагрузку отключившейся линии. Нагрузка второй линии продолжает питаться от нее. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для бесперебойного электропитания станков с ЧПУ, микропроцессорной техники, других технологических устройств, не допускающих перерыва в электроснабжении.
Известны системы с АВР (автоматического ввода резерва) (1), которые обеспечивают переключение нагрузки с одного независимого источника питания на другой, осуществляя тем самым электропитание потребителей категории I по ПУЭ (правилам устройства электроустановок).
Недостаток АВР в том, что на время переключения коммутационными аппаратами (выключателями, контакторами и т.п.) рабочего и резервного источника питания электроснабжение потребителей прерывается. Известны статические агрегаты бесперебойного питания (АГП) (2), основанные на преобразовании постоянного тока от выпрямителя или аккумуляторной батареи в трехфазный переменный ток. Основным узлом такого агрегата является инвертор тока - сложный и дорогостоящий узел, выполненный на силовой полупроводниковой технике, что является недостатком такой системы. Недостатком является также необходимость в аккумуляторной батарее. Наиболее близким к предлагаемому, принятому нами за прототип, является устройство - трехфазная электрическая машина (3), имеющая параллельные ветви обмотки статора и общий ротор, содержащая нагрузку, два независимых трехфазных источника питания с одинаковыми напряжениями, частотой тока и чередованием фаз. Если соединить вал такой машины с генератором, питающим ответственную нагрузку, а обмотки статора подключить каждую к своему независимому источнику питания, можно реализовать систему бесперебойного электропитания, где указанная трехфазная машина является двигателем с двойным питанием. Однако при отключении одной из линий питания двигателя нагрузка должна быть уменьшена на 50%, так как каждая обмотка рассчитана и выполнена на 1/2 мощности машины, что является недостатком такой системы.
Целью изобретения является упрощение и удешевление системы электропитания, а также повышения ее надежности.
Указанная цель достигается тем, что в системе бесперебойного электропитания потребителей, содержащей нагрузку, два независимых источника питания с одинаковыми частотой тока и чередованием фаз, две асинхронные машины, две конденсаторные установки, отличающаяся тем, что роторы асинхронных машин сочленены механически на одном валу, обмотки статора асинхронных машин, конденсаторные установки и по половине нагрузки подключены каждая к своему независимому источнику питания, устройства контроля напряжения источников питания входным выводом подключены каждое к фазе соответствующего источника питания, другим - к нулевому проводу этого источника питания, контакты устройств контроля напряжения каждой фазы каждого источника питания, включенные последовательно между собой и катушкой коммутирующего аппарата соответствующего источника питания, подключены между любой из фаз и нулевым проводом этого источника питания, причем контакты соответствующего коммутирующего аппарата включены последовательно в каждую фазу соответствующего источника питания.
На чертеже изображена структурно-принципиальная схема предлагаемой системы. Система содержит независимые источники питания 1 и 2, нагрузки 3 и 4, асинхронные машины 5 и 6 с короткозамкнутыми роторами 7 и 8, конденсаторные установки 9 и 10, контакты коммутирующих аппаратов (контакторов) 11 и 12 с их катушками 13 и 14, устройства контроля напряжения сети 15, 16, 17, 18, 19, 20 с их контактами соответственно: 21, 22, 23, 24, 25, 26. Роторы асинхронной машины 7 и 8 сочленены между собой механически, т.е. образуют общий вал.
Конденсаторные установки 9, 10 представляют собой соединение конденсаторов "звездой" или "треугольником" (что предпочтительней с точки зрения величины накопительной энергии), подключенное к каждой из фаз источника (линии) питания 1 и 2. Контакты коммутирующих аппаратов (контакторов) 11 и 12 включены последовательно (в разрыв) каждой из фаз источника (линии) питания 1 и 2. Катушки коммутирующих аппаратов 13 и 14 включены последовательно с контактами устройств контроля напряжения источников питания 21, 22, 23 и 24, 25, 26, причем узел 13 включен в цепь контактов 21, 22, 23 и 14 - в цепь контактов 24, 25, 26. Каждая из указанных выше двух цепей подключена к одному из фазных проводов и нулевому проводу, а сами устройства контроля напряжения источников питания 15, 16, 17, 18, 19, 20 подключены соответственно к фазному напряжению (т.е. к каждой из фаз и нулевому проводу) в зависимости от количества фаз источника питания 1 и 2.
Устройства контроля напряжения источников питания осуществляют контроль по нижнему уровню, при достижении которого источник питания отключается. Устанавливаются на каждую фазу для эффективного контроля и могут быть выполнены по любой схеме контроля напряжения, например, на электронно-механических (реле) или электронных устройствах.
Система, изображенная на чертеже, работает следующим образом. При подаче напряжения от источников питания 1 и 2 замыкаются контакты 21, 22, 23, 24, 25, 26, включаются контакты коммутирующих аппаратов (контакторов) 11 и 12 и тем самым напряжение подается на нагрузки 3 и 4, асинхронные машины 5 и 6, конденсаторные установки 9 и 10. Асинхронные машины 5 и 6 работают на холостом ходу, вращая общий вал. Конденсаторные установки 9 и 10 компенсируют реактивную мощность в сети, в том числе реактивную мощность асинхронных машин 5 и 6, т.е. повышают коэффициент мощности сети. Аварийная ситуация в сети источника питания 1 (например, его отключение, обрыв проводов, короткое замыкание и т.п.) приведет к снижению напряжения, что в свою очередь вызовет отключение контактов 21, 22, 23 или одного из них, обесточивание катушки 13 и отключение контактов коммутирующего аппарата (контактора) 11. В этом режиме асинхронная машина 6 продолжает работать двигателем, питаясь от источника питания 2 и вращая общий вал. Асинхронная машина 5 переходит в генераторный режим с конденсаторным возбуждением от конденсаторной установки 9 и питает нагрузку 3. Из (4) известен режим работы асинхронной машины генератором с конденсаторным возбуждением. Таким образом, нагрузка 3 питается бесперебойно от узла 5 в режиме асинхронного генератора, а нагрузка 4 продолжает питаться электроэнергией от источника питания 2. При аварии на источнике питания 2 все будет происходить аналогично, но с переходом узла 6 в генераторный режим.
Для стабилизации напряжения на нагрузке при его изменениях в питающей сети между нагрузкой и сетью может быть включен стабилизатор напряжения (не показан).
В качестве исполнительных органов могут быть использованы как электромеханические элементы (реле, контакторы), так и полупроводниковые (тиристоры, симисторы, оптопары и др.).
Вышеизложенная система обеспечивает простое и надежное бесперебойное электропитание ответственных потребителей и может быть реализована на любом предприятии, имеющем два источника питания.
Проведенные авторами эксперименты с асинхронными двигателями до 1 кВт, 380/220 В подтвердили работоспособность устройства и возможность его осуществления. Устройство может быть использовано как в сетях с заземленной, так и с изолированной нейтралью.
Таким образом, предложенное устройство обладает лучшими по сравнению с прототипом массогабаритными характеристиками и характеристиками по надежности. Приведенные данные и сведения подтверждают возможность реализации предлагаемого изобретения.
Источники информации
1. Электротехнический справочник под редакцией В.Г.Герасимова и др., т. 3, кн.1. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с.474-480, рис. 42.57, 42.58, 42.59.
1. Электротехнический справочник под редакцией В.Г.Герасимова и др., т. 3, кн.1. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с.474-480, рис. 42.57, 42.58, 42.59.
2. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книга энергетика. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.193,
3. Патент РФ 2130689, кл. 6 Н 02 Р 5/28, Н 02 К 17/12. Опубл. 1999. Бюл. 14.
3. Патент РФ 2130689, кл. 6 Н 02 Р 5/28, Н 02 К 17/12. Опубл. 1999. Бюл. 14.
4. Пиотровский Л.М. Электрические машины. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956, с.442, фиг.39-5.
Claims (1)
- Система бесперебойного электропитания потребителей, содержащая нагрузку, два независимых источника питания с одинаковыми частотой тока и чередованием фаз, две асинхронные машины, две конденсаторные установки, отличающаяся тем, что роторы асинхронных машин сочленены механически на одном валу, обмотки статора асинхронных машин, конденсаторные установки и по половине нагрузки подключены каждая к своему независимому источнику питания, устройства контроля напряжения источников питания входным выводом подключены каждое к фазе соответствующего источника питания, другим - к нулевому проводу этого источника питания, контакты устройств контроля напряжения каждой фазы каждого источника питания, включенные последовательно между собой и катушкой коммутирующего аппарата соответствующего источника питания, подключены между любой из фаз и нулевым проводом этого источника питания, причем контакты соответствующего коммутирующего аппарата включены последовательно в каждую фазу соответствующего источника питания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001127510/09A RU2208284C1 (ru) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Система бесперебойного электропитания потребителей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001127510/09A RU2208284C1 (ru) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Система бесперебойного электропитания потребителей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2208284C1 true RU2208284C1 (ru) | 2003-07-10 |
Family
ID=29210594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001127510/09A RU2208284C1 (ru) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Система бесперебойного электропитания потребителей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2208284C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7816894B2 (en) | 2006-06-23 | 2010-10-19 | Electro-Chance, Llc | Method and apparatus for regulating voltage |
RU2537787C2 (ru) * | 2009-03-13 | 2015-01-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Схема питания переключающей схемы |
RU2772888C1 (ru) * | 2021-12-03 | 2022-05-26 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Устройство бесперебойного питания систем связи на основе трехмашинного агрегата |
-
2001
- 2001-10-11 RU RU2001127510/09A patent/RU2208284C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7816894B2 (en) | 2006-06-23 | 2010-10-19 | Electro-Chance, Llc | Method and apparatus for regulating voltage |
RU2537787C2 (ru) * | 2009-03-13 | 2015-01-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Схема питания переключающей схемы |
US9099879B2 (en) | 2009-03-13 | 2015-08-04 | Koninklijke Philips N.V. | Supply circuit for supplying power to a switch circuit |
RU2772888C1 (ru) * | 2021-12-03 | 2022-05-26 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Устройство бесперебойного питания систем связи на основе трехмашинного агрегата |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Nøland et al. | Excitation system technologies for wound-field synchronous machines: Survey of solutions and evolving trends | |
US6995478B2 (en) | Gas turbine engine starter generator that selectively changes the number of rotor poles | |
US20020047455A1 (en) | Induction motor/generator system | |
US4203041A (en) | Battery/mains generator set for the production of interruption-free current | |
WO2000013284A2 (en) | Line power unit for micropower generation | |
US4032835A (en) | Brushless exciter supplemental ceiling excitation system | |
US3694731A (en) | Multiple mode vehicle power supply system | |
US7576508B2 (en) | Gas turbine engine starter generator with AC generator and DC motor modes | |
RU2208285C1 (ru) | Система бесперебойного электропитания потребителей переменного тока и напряжения | |
RU2518907C1 (ru) | Система бесперебойного и гарантированного электроснабжения для наиболее ответственных потребителей электроэнергии | |
RU2208284C1 (ru) | Система бесперебойного электропитания потребителей | |
EP3613137B1 (en) | Power generation system and method | |
KR100847654B1 (ko) | 수퍼캐패시터를 구비하는 엔진-발전기 시스템 | |
EP2911292B1 (en) | A method and a generator system for operating a generator | |
JP2002238184A (ja) | エンジン発電機による無停電発電装置 | |
EP2530828B1 (en) | Electricity generation device and permanent-magnet electric generator | |
RU53081U1 (ru) | Система энергоснабжения | |
US4719560A (en) | Rotary phase generator and system | |
US4410807A (en) | Regulating device for polyphase electrical circuits | |
JP4285895B2 (ja) | 補助発電装置 | |
US3566226A (en) | Single-phase operation of three-phase motor | |
WO2022230689A1 (ja) | 電力システム | |
RU2496209C1 (ru) | Способ резервирования преобразователей частоты в системе электроприводов циркуляционных насосов энергообъекта | |
US20040164695A1 (en) | Electrodynamic machines and components therefor and methods of making and using same | |
US20040164701A1 (en) | Electrodynamic machines and components therefor and methods of making and using same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051012 |