Автoр: Чаcoвcкoй Алекcандр Абрамoвич
Изoбретение oтнocитcя к электрoтехнике и мoжет быть иcпoльзoванo для oбеcпечения экoнoмнoгo пoтребления электрoэнергии. Техничеcкий результат cocтоит в увеличении времени вращения вала. Сиcтема cодержит электродвигатель, жеcтко cвязанный c cинхронным генератором c возбудителем, имеющим первый, второй и третий выходы, cоединенные c первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов. Первый выход cоединен также через трехфазный стабилизатор и выпрямитель с вторым входом автоматического расцепителя, имеющего первый вход, соединенный с выходом источника тока и имеющего выход, соединенный с входом электродвигателя. Обеспечивается возможность использования в качестве стабилизатора однофазного стабилизатора с выпрямителем, имеющего вход, соединенный только с первым выходом синхронного генератора с возбудителем. 1 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания объектов.
Известна система электропитания объектов, представленная в патенте автора 2284644 в виде системы автономного электропитания. В ней с помощью двигателя осуществляется вращение вала синхронного генератора с возбудителей, от которого трехфазное напряжение поступает к потребляемым узлам. Трехфазное напряжение также поступает в выпрямитель и далее после стабилизации постоянное напряжение подается через автоматический расцепитель в электродвигатель. С помощью расцепителя в зависимости от величины напряжения осуществляется подключение то источника питания, то стабилизатора к электродвигателю.
Благодаря обратной связи обеспечивается вращение вала электродвигателя какое-то время без источника питания. Однако время вращения вала электродвигателя невозможно увеличить.
Известна система электропитания объектов, изложенная в патенте 2316108. В ней в источнике тока используется переменный источник, который может быть и однофазный, выдающий напряжение в постоянный источник, имеющий выход, соединенный с входом электродвигателя, работающего от постоянного тока. При этом реостат, регулирующий ток, может входить в состав электродвигателя. В отличии от вышеупомянутого первого аналога, используется трехфазный стабилизатор, выдающий три фазы в выпрямитель. Однако время вращения вала электродвигателя невозможно увеличить.
С помощью предлагаемой системы увеличивается время вращения вала электродвигателя.
Достигается это обеспечением возможности использования в качестве стабилизатора однофазного стабилизатора с выпрямителем, имеющего вход, соединенный только с первым выходом синхронного генератора с возбудителем.
На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - источник тока;
2 - автоматический расцепитель;
3 - электродвигатель
4 - синхронный генератор с возбудителем;
5 - однофазный стабилизатор с выпрямителем;
6 - потребляемые узлы,
при этом выход источника тока 1 соединен с первым входом автоматического расцепителя 2, имеющим выход и второй вход, соответственно соединенные с входом электродвигателя 3, и через однофазный стабилизатор с выпрямителем, с первым выходом синхронного генератора с возбудителем 4, жестко связанного с электродвигателем 3 и имеющим второй и третий выходы, соединенные соответственно с вторым и третьим входами потребляемых узлов 6.
Работа системы осуществляется следующим образом.
Источник тока 1 выдает с первого выхода постоянное или однофазное переменное напряжение через автоматический расцепитель 2 на первый вход электродвигателя 3.
В качестве электродвигателя может быть использован электродвигатель постоянного тока или универсальный коллекторный электродвигатель. Последний может работать от постоянного или переменного тока. Для регулировки постоянного тока в электродвигателе используется реостат. Вал электродвигателя 3 жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 4, выдающего две фазы переменного напряжения в потребляемые узлы 6, а одну фазу только в стабилизатор 5.
Пример исполнения электродвигателя постоянного тока и универсального коллекторного электродвигателя представлен в книге М.М.Кацман «Справочник по электрическим машинам» стр.302-312, 2005 г.
Пример конкретного исполнения синхронного генератора с возбудителем 4 представлен, например в книге В.А.Китаев «Электротехника с основами промышленной электроники» М., Высшая школа, 1985, стр.139, рис.94. Одна фаза с выхода генератора 4 поступает в однофазный стабилизатор с выпрямителем 5. В нем при уменьшении в определенных пределах однофазного переменного напряжения на входе на выходе имеет место номинальное однофазное переменное напряжение или постоянное напряжение, поступающее в вышеупомянутый автоматический расцепитель 2. Автоматический расцепитель 2 при отсутствии номинального напряжения с выхода стабилизатора подключает выход источника тока 1 к электродвигателю 3. Далее после увеличения частоты вращения вала электродвигателя, устанавливается номинальное напряжение на выходе стабилизатора 5, выдающего напряжение в автоматический расцепитель 2, который подключает к электродвигателю 3 вышеупомянутый стабилизатор 5. Таким образом, благодаря обратной связи между первым выходом трехфазного синхронного генератора с возбудителем 4 и входом электродвигателя 3, осуществляется в течение более длительного времени вращение вала электродвигателя без подключения источника тока.
Пример конкретного исполнения однофазного стабилизатора, к которому может подключаться выпрямитель и обеспечена выдача стабилизированного постоянного или переменного напряжения представлен в книге М.А.Шустов «Источник питания и стабилизаторы» 2007, М., Альтекс, стр.144, рис.11.5; 11.19. При этом выпрямитель в стабилизаторе 5 может быть выполнен и со сглаживающим фильтром, а возникающие пульсации не влияют на работоспособность электродвигателя. Это отмечено в вышеупомянутой книге М.М. Кацман «Справочник по электрическим машинам» на стр.309, а также на стр.311, где отмечено, что и при переменном токе фазовые сдвиги и пульсации не нарушают работу двигателя.
Пример конкретного исполнения автоматического расцепителя представлен, например в книге «Электротехника и основы электроники» Е.С.Траубе и В.Г.Миргородский, 1985, стр.142, 143.
В связи с этим, благодаря использованию первой фазы генератора 4 только для обратной связи с электродвигателем 1, увеличивается время вращения вала электродвигателя.
Кроме того, при использовании универсального коллекторного электродвигателя увеличиваются функциональные возможности системы, так как осуществляется работа как от постоянного, так и переменного тока.
Предлагаемая система может быть использована для реализации экономного потребления электроэнергии различными объектами, домами, фермами и т.д. Увеличение времени постоянного вращения вала электродвигателя обеспечивает экономический эффект.
