SU1259415A1 - Способ бесперебойного питани электрической энергией ответственного потребител - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  преобразовани  кинематической энергии вращаюпщхс  масс вместо аккумул торных батарей. Цель изобретем ни  - повьшение удельной мопщости рекуперируемой энергии, отдаваемой вращаюи 1мис  гистерезисными двигате- (ГД). Фазные цепи ответственного потребител , выполненные в виде активно индуктивных цепей, подключают к источнику переменного питающего напр жени  и к параллельно соединенным ме зду собой обмоткам группы синхронных ГД, с установленными на их валах вращающимис  массами. Разгон ют ГД до заданной частоты вращени , а при отключении источника переменного питак цего напр жени  осуществл ют рекуперацию энергии в нагрузку путем использовани  выбегающих ГД в качестве генераторов электрической энер- , ПИИ. В момент отключени  источника осуществл ют конденсаторное возбуждение ГД, обеспечива  на их обмотках номинальное напр жение. По мере умень шени  указанного напр жени  при выбеге ГД и уменьшени  частоты вращени  увеличивают возбуждение ГД путем изменени  эквивалентной индуктивности цепи ГД - ответственный потребитель. Изменение эквивалентной индуктивности может проводитьс  путем отключени  и подключени  части индуктивных цепей потребителей или подключением дополнительных ГД, или изменением величины конденсаторных батарей. 3 з.п, ф-лы, 1 ил. 1 0 С

Description

f

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в многодвигательньпс технологических комплексах дл  преобразовани  кинематической энергии вращающихс  масс, приводимых в движение группой гисте- резисных двигателей, в электрическую дл  питани  ответственных потребителей вместо аккумул торных батарей,

Цель изобретени  повышение удельной мощности, рекуперируемой энергии, отдаваемой вращающимис  гис терезисиыми двигател ми.

На чертеже приведено устройство дл  реализации способа бесперебойно- го питани  электрической энергией ответственного потребител .

Устройство содержит N гистерезис- ных двигателей 1, на зажимы которых подключена батаре  2 конденсаторов и блок 3 peгyлиpye Я)K реакторов, состо вший из собственно реакторов 4 и тиристорного регул тора 5 тока. Управл ющие электроды тиристоров под кл(очены к системе 6 управлени , первый вход которой соединен с фазами двигателей, а второй - с выходом блока 7 сравнени , первый вход которого подключен к блоку 8 задани  напр жени , а второй вход через датчик 9 модул  напр жени  - к нагрузке 10, подключенной к линии 11, соедин ющей фазы двигателей с нагрузкой.10.

Нагрузкой 10  вл ютс  ответственные потребители электрической энер- гни, бесперебойное питание которых должно быть обеспечено в течение за- дйнного интервала времени. При этом уровень напр жени  на их зажимах должен находитьс  в пределах, опреде л емых техническими услови ми на их эксплуатацию. Вне зависимости от типа потребителей они могут быть представлены в схеме в виде активно-ин- дуктивньпс цепей.

Способ осуществл ют с помощью устройства следующим образом.

В нормальном режиме фунционирова- ни  системы электропитани  ответ- ствениые потребители и параллельно соединенные между собой группа синхронных гистерезисных двигателей 1 с установленными на их валах вращающимис  массами подключают к источнику переменного питающего напр жени  (не показан). Гистерезисные двигатели 1 разгон ютс  до заданной частоты вращени , вход т в синхронизм и вра

5

-

35 40 4S

50 SS

15г

щаютс  синхронно с частотой, определ емой частотой источника переменного питающего напр жени .

При исчезновении напр жени  питани  по любой причине необходимо в течение некоторого времени обеспечить бесперебойное питание ответ ственнЫх потребителей. Дл  этих целей используют энергию вращающихс  масс, приводимых во вращение гисте- резисными двигател ми, число которых выбирают из услови  обеспечени  энергией потребителей в течение определенного интервала времени. Дл  этого подключают ответственные потребители к зажимам фаз гистерезисных двигателей . Естественное возбуждение гистерезисных двигателей мало и они способны развивать на выбеге напр жение не более половины напр жени  питающей сети. Поэтому естественна  рекупераци  энергии в нагрузку 10, которыми  вл ютс  в этом режиме ответственные потребители, недостаточна как по уровню отдаваемой энергии, так и по уровню напр жени . Дл  повышени  удельной мощности, отдаваемой двигател ми, осуществл ют их конденсаторное возбуждение, дл  чего под- , ключают на зажимы гистерезисных двигателей 1 батарею 2 конденсаторов. Толчком дл  начала конденсаторного возбуждени   вл етс  либо остаточное напр жение, определ емое намагниченностью гистерезисных двигателей, либо напр жение зар женных конденсаторов , подключаемых к двигател м. Процесс возбуждени  развиваетс  лавинообразно и наступает автоколеба- тельньй режим с напр жение-м в общих точках линии 11 соединени  двигате- лей и конденсаторов, превышающим в 1,5-2,5. раза нохданальное напр жение питающей сети. Дл  установлени  но- мина тЬрНого значени  напр жени  подбирают величину активных и индуктив- Hbix параметров, подключаемых к гисте- ,резисным двигател м цепей.

Принципиально изменение эквивалентной индуктивности Гистерезисные двигатели ответственный потребитель может проводитьс  путем отключени  и подключени  части индуктивных цепей потребителей 10, или подключением дополнительной группы выбегающих гистерезисных двигателей 1, или изменением величины конденсаторных батарей 2. Однако все эти варианты

л

привод т к дискретным изменени м напр жени  на зажимах потребителей, и поэтому более предпочтительным вариантом  вл етс  изменение эквивалентной индуктивности реакторов, подключенных параллельно нагрузке.

В предлагаемом устройстве эту задачу вьшолн ют реакторы А. По мере выбега двигателей напр жение в линии 11, соедин ющей потребителей 10 и двигател  1, уменьшаетс  из-за снижени  величины ЭДС и изменени  эквивалентной индуктивности, гистере зисных двигателей. Последнее объ сн етс  спецификой про влени  высших гармоник воздушного зазора в гистерзис ном двигателе в области низких частот скольжени . Кроме того, по мре увеличени  скольжени  увеличива- етсй дол  потерь в роторе на пере- магничивание, т.е. уменьшаетс  эквивалентное комплексное сопротивление ротора. Дл  компенсации этих изменений увеличивают эквивалентную индуктивность реакторов, подключенных на зажимы гистерезисных двигателей. Практическое решение этой задачи может быть осуществлено любым известным способом, например регулированием подмагничивани  реакторов, изменением числа витков и т.д. Тот же результат д ает изменение времени подключени  реакторов в сети, что в предлагаемой схеме достигаетс  регулированием синхронно с частотой вращени  двигателей угла включени  тиристоров 5.

Вместо измерени  частоты возможно измерение напр жени  на зажимах нагрузки и регулирование в функции отклонени  напр жени  от заданного уровн  времени включени  тиристоров или, что эквивалентно, среднего значени  тока через реакторы.

Измерение напр жени  именно на зажимах нагрузки целесообразно из-за повьшхени  точности стабилизации, поскольку лини  11 при высокой частоте напр жени  имеет большое индуктивное сопротивление и соответствукнцее паде ние напр жени  в ней.

Дискретное изменение нагрузки не срывает режим конденсаторного возбуждени , так как наличие конденсаторов 2 и индуктивностёй в линии 11 не приводит к режиму дискретного изменени  нагрузки на зажимах двигателей 1 и потери их возбуждени . При

f5

20

25

. 50

10

2594154

этом использование быстродействующего регул тора на базе управл емьйс реакторов 3 дает возможность парировать дискретное изменение нагрузки и сохранить р ежим параметрического резонанса в цеп х двигатели 1 - бата- ре  2 конденсаторов.

Устойчивый режим конденсаторного возбуждени  и высокий уровень развиваемого напр жени  на зажинах гистерезисных двигателей, позвол ет в несколько раз увеличить удельную рекуперируемую мощность вращающихс  масс. Стабилизаци  напр жени  путем изменени  эквивалентной индуктивности цепи гистерезисные двигатели - ответственные потребители создает нормальный режим работы ответств ен- ных потребителей в течение времени отключени  основной сети питани .

В производствах, используннцих мне- годвигательные гистерезисные приводы, схемы электроснабжени  ответственных потребителей должны быть оборудованы установками бесперебойного питани , которые в насто щее врем  представл ют собой преобразовательные подстанции, вьшолненные на основе агрегатов бесперебойного питани  и состо щие из аккумул торных бата- |рей, управл емых выпр мителей и инвертор 9в напр жени  (тока). Наличие аккумул торных батарей в составе установок бесперебойного питани  требует сооружени  специальных помещений, оборудованных системами приточной выт жной вентил ции, наличи  зар дных и подзар дных устройств, элемент ных коммутаторов, распределительных щитов и спещ альных статических преобразователей , обеспечивающих электропитание ответственных потр1ебите- лей. Это требует значительных капи- тальных и эксплуатационных затрат. Как элемент схемы электроснабжени , така  подстанци  работает в ждущем режиме, что обуславливает незначительный коэффициент использовани  оборудовани .

30

35

40

45

Использование предлагаемого способа рекуперации энергии вращающихс  масс позвол ет сократить капитальные затраты, затраты на сооружение специальных помещений, существенно уменьшить затраты на электроэнергию и обслуживание установок питани  ответственных потребителей.

ормула

и

5

3 о

12

бретени 

Claims (4)

1. Способ бесперебойного питани  электрической энергией ответственного потребител , при котором фазные цепи указанного ответственного потребител , выполненные в виде активно- индуктивных цепей, подключают к ис-- точнику переменного питающего напр жени  и к параллельно соединенным между собой обмоткам группы синхрон- ньЕх гистерезисных двигателей с установленными на их валах вращающимис  массами, разгон ют гистерезисные двигатели до заданной частоты вращени , а при отключении источника переменного питающего напр жени  осуществл ют рекуперацию энергии вращающихс  Mate ответственному потребителю пу

тем использовани  выбегающих гистере- 20 потребитель производ т в зависимости

1259415

нени  эквивалентной индуктивности цепи гистерезисные двигатели - ответ-f ственный потребитель из услови  под- держани  напр жени  на обмотках гисте- резисных двигателей равным номинальному .

2. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что изменение эквивалентной индуктивности цепи гисте- резисные двигатели - ответственный потребитель производ т путем отключени  части индуктивных цепей ответственного потребител  в зависимости от частоты вращени  выбегающих гисте- резисных двигателей.

3. Способ по п.1, отличающийс  тем, что изменение эквивалентной индуктивности цепи гистерезисные двигатели - ответственный

зисных двигателей в качестве генераторов электрической энергии, о т л ч а ищи и с   тем, что, с целью повышени  удельной мощности рекупери руемой энергии, в момент отключени  источника переменного питающего напр жени  дополнительно осуществл ют конденсаторное возбуждение гистерезисных двигателей, обеспечива  на их обмотках номинальное напр жение, а по мере уменьшени  указанного напр жени  на обмотках при выбеге гистерезисных двигателей и уменьшени  частоты вращени  увеличивают возбуж дение гистерезисных двигателей путем измеот частоты вращени  выбегающих гистерезисных двигателей путем подключени  к их обмоткам дополнительных регулируемых по величине индукфивностей .

4. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что изменение эквивалентной индуктивности цепи гисте- i резисные двигатели - ответственный

потребитель производ т в зависимости от частоты вращени  выбегающих гис- терезисньк двигателей путем подключени  к их обмоткам дополнительных выбегающих гистерезисных двигателей .

ВНИИПИ Заказ 5133/54 Тираж 612

Подписное

Произв.-полнгр. , г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Подписное