система автономного электропитания

Формула изобретения

Система автономного электропитания, состоящая из источника постоянного тока, реостата, автоматического расцепителя, электродвигателя постоянного тока, синхронного генератора с возбудителем, блока автоматической регулировки питания, трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром и потребляемых узлов, где выход источника постоянного тока через реостат соединен с вторым входом автоматического расцепителя, имеющего первый вход и выход, соответственно соединенные с выходом электродвигателя постоянного тока и через блок автоматической регулировки питания с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром, первый, второй и третий входы которого соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов, а также с первым, вторым и третьим выходами синхронного генератора с возбудителем, отличающаяся тем, что вводятся электромагнитная муфта и второй автоматический расцепитель, при этом электромагнитная муфта жестко связана с электродвигателем постоянного тока и с синхронным генератором с возбудителем и имеет вход, соединенный с выходом второго автоматического расцепителя, имеющего первый и второй входы, соединенные соответственно с выходом реостата и с выходом блока автоматической регулировки питания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания объектов.

Известна система автономного электропитания, изложенная в книге В.Е. Китаев. «Электротехника с основами промышленной электроники». М., Высшая школа, 1985, стр.138-140. В ней с помощью электродвигателя постоянного тока, питаемого от источника постоянного тока, осуществляется вращение вала синхронного генератора с возбудителем. Ток с выхода источника постоянного тока регулируется с помощью реостата, а трехфазное напряжение от синхронного генератора поступает к узлам потребления. Однако система требует постоянного подключения источника постоянного тока.

Известна система автономного электропитания, изложенная в патенте №2284644, автор Часовской А.А., от 27.09.2006 г., бюл. №27. В ней с помощью источника постоянного тока 1 осуществляется подача постоянного тока через реостат, автоматический расцепитель в электродвигатель постоянного тока, с помощью которого осуществляется вращение вала синхронного генератора с возбудителем. Последний выдает трехфазное переменное напряжение в потребляемые узлы и в трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром. С помощью автоматического расцепителя осуществляется и подключение его входа к выходу блока автоматической регулировки питания, после чего вал электродвигателя продолжает вращаться, что дает возможность с помощью блока автоматической регулировки питания удерживать в течение некоторого времени постоянное вращение этого вала. При падении напряжения с выхода выпрямителя автоматический расцепитель отключит свой второй вход от выхода блока автоматической регулировки и снова подключит первый вход к выходу источника постоянного тока. Однако невозможно без увеличения громоздкости увеличить время постоянного вращения вала электродвигателя при отключенном источнике постоянного тока.

С помощью предлагаемой системы без увеличения громоздкости увеличивается время постоянного вращения вала электродвигателя при отключенном источнике постоянного тока. Достигается это введением электромагнитной муфты и второго автоматического расцепителя, при этом электромагнитная муфта жестко связана с электродвигателем постоянного тока и с синхронным генератором с возбудителем и имеет вход, соединенный с выходом второго автоматического расцепителя, имеющего первый и второй входы, соединенные соответственно с выходом реостата и с выходом блока автоматической регулировки питания.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - источник постоянного тока;

2 - реостат;

3 - автоматический расцепитель;

4 - электродвигатель постоянного тока;

5 - электромагнитная муфта;

6 - синхронный генератор с возбудителем;

7 - блок автоматической регулировки питания;

8 - автоматический расцепитель;

9 - трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром;

10 - потребляемые узлы,

при этом выход источника постоянного тока 1 через реостат 2 соединен с вторым входом автоматического расцепителя 3, имеющего выход и первый вход, соответственно соединенные с входом электродвигателя постоянного тока 4 и через блок автоматической регулировки питания 7 - с выходом трехфазного выпрямителя с сглаживающим фильтром 9, первый, второй и третий входы которого соответственно соединены с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов 10, а также с первым, вторым и третьим выходами синхронного генератора с возбудителем 6, жестко связанным с электромагнитной муфтой 5, имеющей жесткую связь с электродвигателем постоянного тока 4 и имеющей вход, соединенный с выходом автоматического расцепителя 8, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом реостата 2 и с выходом блока автоматической регулировки питания 7.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

С помощью источника постоянного тока 1, который может представлять из себя, например, аккумуляторную батарею или выпрямитель, осуществляется подача постоянного тока через реостат 2, через автоматический расцепитель 3 в электродвигатель постоянного тока 4, вал которого через электромагнитную муфту 5 жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 6. Последний выдает трехфазное переменное напряжение в потребляемые узлы 10 и в трехфазный выпрямитель с сглаживающим фильтром 9. Значение тока с выхода источника постоянного тока 1 регулируется с помощью реостата 2. Питание в электромагнитную муфту 5 поступает от реостата 2 через автоматический расцепитель 8, который по своему исполнению не отличается от расцепителя 3. В начальном состоянии значение тока с реостата 2 будет недостаточно для срабатывания электромагнитной муфты 5. В дальнейшем с помощью реостата 2 увеличивается ток и срабатывает электромагнитная муфта 5. При включении муфты осуществляется передача вращения вала электродвигателя 4 валу генератора 6. При отключенной муфте происходит отсоединение этих валов. Пример конкретного исполнения электромагнитной муфты 5 представлен в книге B.C.Ямпольский. «Основы автоматики и электронно-вычислительной техники». М., Просвещение, стр.63, рис.241. Пример конкретного исполнения синхронного генератора с возбудителем 6, где осуществляется с помощью генератора постоянного тока возбуждение обмоток возбуждения, представлен в вышеупомянутом первом аналоге на стр.139, рис.94. С выхода трехфазного выпрямителя со сглаживающим фильтром 9 выпрямленное напряжение поступает через блок автоматической регулировки питания 7 на первый вход автоматического расцепителя 3, с помощью которого осуществляется автоматическое подключение к первому или второму его входам в зависимости от величин напряжений, поступающих на эти входы. В частности, после фиксации определенного значения напряжения от реостата, соответственно установившемуся режиму работы электродвигателя постоянного тока 4, в автоматическом расцепителе 3 осуществляется подключение его первого входа к выходу блока автоматической регулировки питания 7. Пример конкретного исполнения автоматического расцепителя представлен, например, в книге Е.С.Траубе и В.Г.Миргородского на стр.142-143. После вышеупомянутого подключения блока автоматической регулировки питания при уменьшении напряжения ниже опорного осуществляется в блоке 7 стабилизация напряжения, поступающего через автоматический расцепитель 3 в электродвигатель постоянного тока 4. Однако, когда напряжение на выходе блока 7 начнет падать, автоматический расцепитель 3 подключит реостат 2 к электродвигателю 4. После стабилизации напряжения автоматический расцепитель 8 отключается от реостата 2 и подключается к выходу блока автоматической регулировки питания 7, от которого далее и осуществляется питание электромагнитной муфты 5. Однако при падении напряжения на выходе блока 7 ниже регулируемого отключается электромагнитная муфта 5 и разъединяются валы электродвигателя и генератора и увеличивается частота вращения вала электродвигателя в связи с работой его без нагрузки. При дальнейшем падении напряжения на выходе блока 7 к расцепителю 8 подключается выход реостата 2, и напряжение поступит к электромагнитной муфте 5, которая включается, соединяя валы. Однако, так как частота вращения вала электродвигателя ранее была увеличена, то и увеличится частота вращения вала генератора.

Система может быть использована для экономного режима работы источника питания.