Установка гарантированного питания потребителей

)5 Н г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидеМ 1446676, кл. Н 02 леи. подключенных к в ществляется от сети и с шины 1. Пои. этом эне преобразуется в элект копителе 4, представл ный асинхронный д торцевого типа с инерц вмещенный с пневмот торой расположены по случае нарушения пита ти блок 2 контроля и схема регулироьания и намический накопител пневмотуроины, для энергия сжатсго зозду восстановлении гитан установка гереходит ь работы. Расход сжато ется компрессором 13 3 олмачев и В.Ю,Дружтельство ССС3 9/06, 1987. иввйУстановка гарантированного питания О потребителей содержит шину ввода 1 от се-ти первичного источника электроэнервии, блок 2 контроля и управления, схему 3 регулирования, ЗДН 4, впускной 5 и распределительный 6 клапаны, ресивер 7, пневмомагистрали 8 - 12, компрессор 13.1Злектродинамический накопитель 4 представляет собой буферный асинхронный двигатель-генератор торцового типа с кон- а денсатарным возбуждением, содержащий статорные обмотки 14 двигателя и 15 генератора, корсткозамкнутый инерционный ротор 16 аксиального типа. лопатки 17 которого расположены по его периметру в полости 18 пневмотурбины, причем подшипники ротора 19 механически разгружены магнитным компенсатором веса 20, а герметичИзобре гетике и мо номных си также в сис го электроп живать ответствен н энергией тр(д ( ОО тся повышеовышение кама установки потребителей разрез элект- ЗДН); на фиг. фиг, 4 - струки управления. гара нтиро (УГП); на ф родинамич 3 - схема р турная схе ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТАНОВКА ГАРАНТИРОВАННОГО ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения, а также в системах аварийного или резервного электропитания, Цель изобретения - повышение надежности установки и повышение качества питания потребителей. В нормальном режиме питание потребитеение относится к электроэнер жет быть использовано в авто стемах электроснабжения, емах аварийного или резервно итания, где необходимо поддер бесперебойное питани ых потребителей электрическо ебуемого качества. Целью изобретения явля ние надежности установки и и чества питания потребителей,На фиг. 1 изображена схе ванного питания иг. 2 - продольный еского накопителя( егулирования; на ма блока контроляыходу установки, осуервичного источника ргия первичной сети родинамическом наяющем собой буфервигатель-генератор ионным ротором, соурбиной, лопатки копериметру ротора, В ния от первичной сеуправления, а также ереводят электродиь 4 в режим работы от чего используется ха в ресивере 7. При ия от первичной сети нормальный режим га воздуха восполня ил.ность корпуса электродинамического накопителя 4 обеспечивается наличием магнитных уплстнителей 21,Схема 3 регулирования содержит управляемый блоком 2 контроля и управлениякоммутирующий узел 22, бзтарею 23 конденсэтооав возбуждения двигателя ЭДЧ,(:"атаг)ею 24 конденсаторон воз(бух(дения генератора ЗД(л(, регул(то) Напряжения 25,состоящий из понижающего трансформатора 26, Выпрям(лтеля 27 и регулятора 28 таксе Обматк 8 т(ОДМВГничивания а фиг Р не" о к а з а4 э) с и и . к и я к с р яе .8 р а т о г) аКомм, - ,ир".Ощий узел 22 СОДеожи Обь";Отк:29 и ЗО, управляющие работой гоуппкан)актов( 31. Первая ГупГ(а конта(ктонсоедлне,а ",. шинои ввода 1 и Служи Г дл)г(одачи питания на стагорную Обмотку 14дниГателл н номинально(л режиме рабатыЗДН 4. Вторая группа контактов 32 связаначере: батарек) 23 конде(4 сатарон ноэбужде(Гия двигателя с блокад ." и служит для подчи питающего напряжения от обмотки 14Двигателя в блок 2, а через него на обмотки(пра)ле(4 ия 29, ЗО иоммутиру(ощего узла 22схемы 3, а также на электромагнитные кла пань 5, 6 и компрессор 13 при исчезновениипитания иди нарушении качества электри.цескг(й энс;)(-(, и на шине ввода;- егуля;О 5 напаяжениЯ соединен своим выходом с обмоткой гюдмагничинания ,пинки якоря .е(ератара ЭДГ 4, а вхоДом - с выходом /ГП потребителей. Длябеспечения бе:переоайнога питания блока 2 и формирования необходимой логики упралеия У 1 П р 8 Гулятоо 2 э напряжения через ных, 3 схемы 3 имеет связь с блоком 2 контроля и уг.равления.Прин цлп дейстнля регулятора 25 цапая жения основан на изменении (4 агни.:(ы ;,аряктерис гик аси(4 хрангоВ(48 р,;т )ра при воздействии постоянной магнитптвижущ 8 й силы Обмотки падмэ Ничивания. (-а личие магнитодвижущей силы подмагничинания вь(зывает изменение маг-(ит(4 ац) (,Остояния спинки як)я и маГнитны) потоков в частях спинки якоря генератора. В одной части спинки якоря магнитодвижущая сила подмагничивания и магчитоднижушня сила возбуждения на. пранлены встречно, а в другой части - со глл.Но Зта обугловливает разницу В ВЕ) ИЧИН 8 Патакав От СООтввтСтнУЮЩИХ МаГ- нитоднижущих сил и изме(4 яет магнитные характеристк( Ге(48 ратора, а н кОИОчнОм итоге влияет на изменение выходного нв- П РЯ)(еи И Я.Блок 2 контроля и управления содержит пара(оные элементы 33-37, преобразовн. 5 1 О 15 2 О 30 и (" ар д 5 тельный узел 38, электронные ключи 39-44, элемент 45 коммутации, вкд(очаю .(лй контактную группу, управляемую обмоткой, и узел 46 упранленля,ПорОГОВый эл 8 мент 33 сВОим входом связан с шинОЙ ввода 1 и через нх,1 схемы З-с каммутирую(дим узлом 22, с Выходом "- са Вх.З узла 46 упрзнления и служит Для контроля качества напряж 8 ния на шине ввода 1. Пороговый элемент 34 соединен ссоим входом через батарею конденсаторов 23 с ко(4 мутиру(ощю 4 узлом 2 схемы регулирования 3) вых.2)а Вь(ходом - с нх,2 узла 46 управления и сг(ужит для контраля ка(8;:тна напряжения 4 а Вых,2 схемы 3. Пор".Гонь(й элемент 35 снйим входом связан чсреэ регу" лятор 25 напря)кения и вх схемы 3 с выходом ЛТ, а выходом - с вх,1 , зла 46 угранления и слух(т для контроля качества напряжения на нь(ходе УГП, Пороговый элемент 36 своим вхОДОМ саед(48( с Датчикомдавления р(Г ,.(Враа выхода(, - ъ - х 4 узла 46 управления и сйужт Д(Я конт)аля давления в ресинере 7. По(роговый элемент 37 своим входом соединен с датч)Ком 43 давлениЯ ОабОчей Г(алости п(48 ВМОтурбины 18, а выходам - с вх,5 узла 46 управления и служит для контроля давления В полости пненмо)урбины (8.Злемент 45 комм(тации сваей -.Омо;кой управления через электр(лный ключ 41, управля 8 мый с нь(х.3 узла 46, сн(эан с н(Х,З схемы реулрОания 3, а своей контах) ной Группой - с Вых,2 схемы 3 и ВХОДОМ преобразовательного уэлг 38 ( служит для подачи питающего напря)кения от обмотки 14 двигателя к г реобразователь,4 ом( уэл 30, ПреОбразовательный узел 36 своими выходами связан с электронными кл(очамл 42 - 44 и служит для преобразования апряжения, поступающего с обмотки 14 двигателя ЗДН 4 при работе его в генераторном режлме, н распредел(ения мед(ду электро(4 ны(ли ключами 42-44, управляемыми узлом 46. Злектронные ключи 39, 40 соединены своими входами управления с вых2 узда 46 соатветстненнО и служат для управления обмотками 29, Зд коммутирующего узла 22. Входы управления электронных хлочей 42, 43 и 44 соединены с выходами 4, 5 и 6 узла соответственно и служат для у. ранления клапанами 5, 6 и компрессором 13. Узел 46 управления, выполненный на базе п;.Ограммируемых матриц и связанный по цепи питания через свой вход 6 с рагулятором 25 напряжения схемы 3, суж(лт для фг(рм(рования по сигналам от г,ерогоных элементов 33 - Зт необходимой )(огик) правдея работой у П20 35 45 Установка гарантированного питания потребителей работает следующим образом.При наличии в сети первичного источника электроэнергии питания требуемого качества на выходах элементов 33-37 блока 2 контроля и управления присутствуют сигналы, пропорциональные логическому О, на выходах 1, 2, 3 узла 46 управления присутствуют сигналы, пропорциональные логической 1, а на выходах 4, 5, 6 узла 46- сигналы, пропорциональные логическому О. Вследствие этого обмотки 29, 30 узла 22 схемы регулирования 3 через электронные ключи 39, 40 и обмотка элемента 45 коммутации блока 2 через ключ 41 находятся под питающим напряжением, поступающим в блок 2 из регулятора 25 напряжения схемы 3. Следовательно, замыкающие контакты первой группы 31 замкнуты, размыкающие контакты второй группы 32 разомкнуты, размыкающие контакты элемента 45 коммутации разомкнуты. В результате электрическая энергия от шины ввода 1 через блок 2 и коммутирующий узел 22 схемы 3 поступает на статорную обмотку 14 приводнога двигателя ЗДН 4, а статорная обмотка 15 асинх- ронного генератора., возбуждаемого батареей 24 конденсаторов (вх.2 схемы Ж. питает электроэнергией ответственных потребителей. Качество электроэнергии поддерживается ре,улятаром 25 напряжения схемы 3,Массивньй инерционный ротор 16 ЭДН 4 за счет накопленной кинетической энергии компенсирует колебания напряжения и часготы в сети, Клапаны 5 и 6 закрыты и соответственна перекрывают магистрали 9, 10, компрессор 13 отклсчен, и сжатый воздух из ресивера 7 в попасть 18 пневмотурбины не поступает. Ротор 16 ЭДН 4 аэрсдинамически оазгружен за счет создания разрежения в полости 18 турбины, герма" изир; ванной магн платнителями 21, Компенсатор веса 20 инерционного ра-сра 16 механически разгружает подшипники 19, снижая потери на трение последних,При нэсушении качества питания от первичного источника на выходе элемента 33 блока 2 контроля и управления появляется сигнал, пропорциональный логической 1, при этом на выходах 1, 2 узла 46 упраьленияфармиругатся сигналы, пропорциональные логическому О. Вследствие этого срабатывают электронные ключи 39, 40 и обмотки 29, 30 коммутирующего узла 22 обестачиваются, обмотка 14 двигателя ЭДН 4 первой группой 31 контактов отключается ст шины ввода 1, а через вторую группу 32 контактов подключается к батарее 23 конденсаторов схемы 3. Качество электрической энергии на вых.2 схемы регулирования 3 контролируется пороговым элементом 34 блока 2 и при выполнении требований к качеству напряжения на выходе элемента 34 устанавливается сигнал, пропорциональный логической 1, При этом на выходе узла 46 блока 2 устанавливается сигнал, пропорциональный логическому О, срабатывает электронный ключ 41, и контакт элемента 45 коммутации подключает вых,2 схемы 3 к входу преобразовательного узла 38. Качество электрической энергии на выходе УГП в этот период времени поддерживается за счет кинетической энергии, накопленной в инерционном роторе 16, и контролируется пороговым элементом 35 блока 2, При достижении заданного уровня напряжения на выходе УГП срабатывает пороговый злемент 35, и на его выходе формируется сигнал, пропорциональный логической 1. В результате этогс на выходе 4 узла 46 формируется логическая 1, срабатывает электронный клепач 42, и питающее напряжение от преобразовательного узла 38 подается на впускной магнитоуправпяемый клапан 5,На выходе 5 узла 46 фоомируется сигнал, пропорциональный логической 1, длительностью .50 - 700 п 1 с, достаточной для персключения в новое угтсйчивое состояние распределительного клапана б, питаю- ЩЕЕ Н ПРЯЖЕгЧИЕ К КОТОРОМУ ПОДВОДИТСЯ через ключ 43 от узла 38, Как следствие,. открываются воздушные магистрали 9, 10 и 1"., закрывается магистрэль 12, и сжатый воздух из ресивера 7 по магистралям 8 и 9 поступает в рабочую пагость 18 пневмотурбины и через лопатки 17 придает вращение ротору 16 ЭДЧ 4. Отработанный воздух из полости пневмстурбины по открытым магистралям 10 и 11 выбра ывается во внешнюю среду, Одновременно на выходах пороговых элементов 36, 37, контролирующихдавление в ресивеое 7 и рабочей полости 18 пневмотурбины, соответственно формируются сигналы, пропорциональные логиче- СКОК 1, ПадГОтаВЛИВая ТЕМ СаМЫМ рабОту УГП к этапу восстановления питающего напряжен и на шине ввода 1,При восстановлении питания в сети от первичного источника на выходе элемента 33 блока 2 формируется сигнал, пропорциональный логическому О, что ВеДет к формированию на.выходе 4 узла 46 управления сигнала, пропорционального логическому О, нэ выходе 6 узла 46 - логической 1, а на выходе 5 узла 46 - сип 1 ала, пропорционального логической 1, длительностью 150- 700 гпс. Срабатяввст электронные ключи30 42-44, и тем самым обесточивается впуск. ной клапан 5, переключается распределительный клапан 6, а к питающему напряжению узла 38 псдключается компрессор 13, В результате этого магистрали 10, 2 открь Ва)отся, закрыв 35 отся магистрали 9, 11, 3 компрессор 13 начинает восполнять потери сжа ого воздуха в ресивере 7. Ио достижении необходимого уровня давления в полости пневмотурбины 18 ЭДН 4 на выходе элемента 37 Формируется сигнал, пропорциональный логическому О. Э) о приводит к очередному Формированию на выходе 5 узла 46) уравлдюцео импульса, ПРОГ 5 ОРЦИОна)ЬНОГО ЛОГИЧЕСКОИ 5, И Р 3 СПРЕ- делительный клапан через кл:оч 43 переключается в поло)кениекОГда маГистраль 10 з)кры 038 тсЯ, 3 маГистрали 5, 52 Откры. ваются, и компрессор 13 восполняет потери сжатого воздуха ресивера 7 из внешней сре ды, По достижении необходимого давления в ресивере 7 на выходе элемента 36 формируется логический О. Зто приводит к формированию на выходе 5 узла 46 управляющего импульса, пропорционального логической 1, и распредели гельный клапан 6 через ключ 43 переключается в исхОдное полОжение, коГда )43 гист 5)али 1 С 5, 1":, 12 закрыты. ОДНО- временно на выходах 7;8, 9 узла управления 46 формир)к)тся 1.иенэль 5, пропорционс)льные логическо.4 1. а на выходе 6 узла 46 - сиГнал, пропорциональнь 5 Й лоГическому О, В О 8 зультатз ОбесГОчивается ключОм 44 компрессор ",3 и подкгночаются к питающему напря)кеник) от регулятог)а 25 напряже. ния схемь 3 обмотки 29, 30 и обмотка элемента 45, Б результате контактная груп па элемента 45 размцкает связь узла 38 с вых.2 схемы 3 регулирования, Контактн 35 группа 32 размыкает связь обмотки 14 дв,:- гателя с батареей 23 конденсаторов возбуждения, контактная ГруГ)пэ 31 подкг,)ча,т обмотку 13 через вх.1 схемы 3 и блок ". контроля к шине ВВОда 1, 3 на вьгходе эле мента 33 устанавливается сигнал, пропорциональный логическому О. Таким образф)м,УП 1 приходит В исходное состояние,Формула изобрегенияУстановка Гарантированного питания)отребителей, содерж 35 дая шину Ввода от сети первичного источникаэлектрическую )43 шину с махОвиком на Валу и псрВичньй ДВиГат 8 ль, О т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности установки и повышения качества питания потребителей, злекгрическая машина с маховиком на валу и первичный двиГатель выполнены в ВИД 8 Э 8 КТРОДинамического НВКОПИТВЛЯ, представля 5 огцего собой одноВальнцй буферный асинхронный двиг)тель-Генератор торцевого типа с инерционным ротором, соВмеЩенный с пневмотурбиной, рабОчим колесом которой является непосредственно тело инерционноГО ротора двигатель-генератора, и дополнительно введены блок контроля и управл 8 ния, схема рег)лирования, ресивер, компрессор, Впускной и распреде. лительный пневмоклапаны, а так)ке датчики давления в ресивере и В 5 олости пневматурбины, причем пневмовыход компрессора соединен с ресизером, 3 через впускноЙ пневмоклапанс и невм) входом злектродинамического накопител 51, пневмовыход которого соединен через распределительный клапан с окру)каю.цей средой и с пневмовходом компрессора, третий вход блока контроля и управления соединен с шиной ВВОДа, первый и второй ВХОДЫ блока контро" ля и управления соединены соответственно с третьим и в Орымвыхдаи схемы регули" рования, четвер.гый и пятый входы блока контроля и управления .;Оединсны соответственно с датчиками давления в ресивеое и в полости пневмотурбинь, первый и второй выходы блока контроля и управления соедииены соответственно с первым и третьим входами схемы регулирования, третий, четвертый и пЯтый выхОДЫ блока контроля и управления соединены соответственно с входами впускного клапана, Оаспределит 8 льнОГО клапана и компрессора, Ггервьй выход схемы регулирования соединен со статорной обмоткой двигателя электродинамического накопителя, 3 выход электро- динамическоГО накопителя, явлл)сгдийся Выходом установки Гаранти ОВЗННОГО питания потребителей, сое,;.,Инеи с вторым вхо" Дом схемы регули)ования, блок контроля А управления содержит пороговые элементы с первого по пятцй, входы которых являются соответствующими входами этого блока, вход третьего порогового элемента соединен также с первым вь,одом этого блока, Вцходы пороговых элементов соединены с соответствук)щими входами узла у правде" ния, первь)8 дВЭ выхода которого с.еди:Чаны с входами управгения первого и Вто-ого ЛРК )ОННР" ЛК)ЧРСО:) вт"которых соединены с шее г 5.ГМ вхолом узла управления и Входомпеово 5 О Г 5)роп)вого элементаа выхОды являютсяЗто)ым выхО- дом этого блока, третий выход узла управле ния соединен с входом управлени)5 третьего электронного ключа вход котопог,", соеди- НВН С ВХОДОМ ПВРВО О мООРГО)О Р ю; Деснта а ВыхоД соеДинен с ВХОДОМ упОавлениЯ ОбМО 5 КОЙ Элементд гоммутвчои в Оль; кон.тактной Группькоторо ) соед:няю Г Второй вход этого блока с вход Гм преобразователь- НОГО Уэда ТРИ ВЬ 5 Х 533 КО 58 ЭУ) 535".:.З юс г;Ртронные ключи с четвертого по шестой, управляющие входы которых соединены с выходами узла управления с четвертого по шестой, соединены соответственно с треть-им, четвертым и пятым выходами этого бло ка, схема регулирования содержит регулятор напряжения, батареи конденсаторов возбуждения генератора и двигателя злектродинамического накопителя и коммутирующий узел, первый вход которого явля ется первым входом этой схемы, а второй вход является третьим входом этой схемы, второй вход схемы регулирования соединен с батареей конденсаторов возбуждения генератора электродинамического накопите ля и через соединенные последовательно трансформатор и выпрямитель - с регулятором тока, первый выход которого соединен с первый, а второй - с третьим выходом схемы регулирования. первый выход комму-,тирующего узла также соединен с первым выходом схемы регулирования, а второй выход через батарею конденсаторов возбуж" дения двигателя злектродинамического, накопителя соединен с вторым выходом схемы регулирования, коммутирующий узел содержит первую и вторую обмотки, управляющие работой первой группы замькающих контактов и второй группы размыкающих контактов соответственно, причем второй вход коммутирующего узла соединен с первой и второй обмоткой, а первая и вторая группы обвединены так, что их общие точки являются первым вцхором коммутирующего узла, а свободные выводы являются соответственно первым входом и вторым выходом этого узла.1693 б 83 едактор енина ям при откры 45Произаодст,анно-издательский комбинат "Г 1 атент", Г. Ужоро, л,Гагарина, 10 Заказ 4 ОО 2 ВНИИПИ Госуд Составитель В. СидороаТехред М,Морентал Корректор Н, Король Тираж Поственного комитета по изобретениям 113 О 35, Москаа, Ж, Раушская на