Электромеханическое устройство
ELECTROMECHANICAL DEVICE

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания и электроуправления. Известно электромеханическое устройство, представленное в патенте №2459343, бюл. 23 от 20.08.2012 г., автор Часовской А.А. В нем с помощью аккумуляторной батареи осуществляется подача постоянного тока через коммутатор в электродвигатель. Последний может быть жестко связан с исполнительным механизмом в виде, например, винта, колесной пары, пропеллера. В состав устройства также может входить электрогенератор, выдающий две фазы переменного напряжения в блок из двух автоматических расцепителей. Последний при наличии разрешения выдает эти фазы в устройство подзарядки аккумуляторной батареи, выдающее «плюс», «минус» выпрямленного напряжения в аккумуляторную батарею. Однако, для осуществления бесперебойности необходимы громоздкие узлы. Известна система автономного электропитания, которую можно представить как электромеханическое устройство, изложенное в патенте автора №2396694 от 10.08.2010 г. В ее состав входят те же узлы, что и в вышеупомянутом устройстве. Однако он не может обеспечить работу при увеличенной нагрузке. С помощью предлагаемого устройства обеспечивается работа при увеличенной нагрузке без увеличения громоздкости и уменьшения бесперебойности элекропитания. Достигается это введением второй аккумуляторной батареи, второго устройства подзарядки батареи, двух преобразователей постоянного напряжения в импульсное и второго блока из двух автоматических расцепителей. При этом выход второй аккумуляторной батареи соединен: через второй преобразователь постоянного напряжения в импульсное с входом электрогенератора и с первым входом второго бока из двух автоматических расцепителей, имеющего второй и третий входы, и первый и второй выходы соответственно соединенные с первым и вторым выходами вышеупомянутого электрогенератора и через второе устройство подзарядки батареи с первым и вторым входом второй аккумуляторной батареи, а выход первой аккумуляторной батареи соединен через первый преобразователь постоянного напряжения в импульсное с первым входом первого блока из двух автоматических расцепителей.
На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:
1. аккумуляторная батарея;
2. преобразователь постоянного напряжения в импульсное;
3. электрогенератор;
4. устройство подзарядки батареи;
5. блок из двух автоматических расцепителей;
6. аккумуляторная батарея;
7. преобразователь постоянного напряжения в импульсное;
8. электродвигатель;
9. устройство подзарядки батареи;
10. блок из двух автоматических расцепителей;
11. исполнительный механизм,
при этом первый и второй выход электрогенератора 3 соединен с соответственно с вторым и третьим входами блока из двух автоматических расцепителей 5 и блока из двух автоматических расцепителей 10, имеющего первый и второй выход соответственно соединенный через устройство подзарядки батареи 9 с первым и вторым входом аккумуляторной батареи 6, имеющий выход, соединенный через преобразователь постоянного напряжения в импульсное 7, с первым входом блока из двух автоматических расцепителей 10 и с входом электродвигателя 8, жестко связанного с исполнительным механизмом 11, а выход аккумуляторной батареи 1 через преобразователь постоянного напряжения в импульсное 2 соединен с входом электрогенератора 3 и с первым входом блока из двух автоматических расцепителей 5, имеющего первый и второй выходы, соединенный через устройство подзарядки батареи 4 с первым и вторым входами аккумуляторной батареи 1. Устройство работает следующим образом:
Аккумуляторная батарея 6 формирует постоянный ток, поступающий в преобразователь постоянного напряжения в импульсное 7. Преобразователь предварительно фиксирует напряжение для работы электродвигателя 8. В состав последнего может входить реостат для регулировки частоты вращения вала электродвигателя. С электродвигателем жестко связан исполнительный механизм 11, представляющий из себя, например: колесную пару, винт, пропеллер. Преобразователь фиксирует наличие номинального напряжения после времени, необходимого для установки электродвигателя в рабочий режим. Преобразователь? фиксирует наличие номинального напряжения после установки электродвигателя в рабочий режим и далее начинает выдавать в этот электродвигатель не постоянное, а импульсное напряжение. Оно формируется с помощью, например, мигающего реле, которое то включается, то выключается, и его контакты соответственно то притягиваются, то отпадают. При этом они находятся в цепи питания электродвигателя. Таким образом, преобразователь 7 выполняет функции автоматического расцепителя, меняющий характер выходного напряжения после установки номинального напряжения. Возможно применение в батарее более одного аккумулятора. В связи с этим напряжение на выходе преобразователя то появляется, то исчезает, кроме того этот выход также соединен с первым входом блока из двух автоматических расцепителей 10. Последний при отсутствии напряжения после фиксации импульса срабатывает и пропускает две фазы в промежутке между двумя импульсами от электрогенератора 3 в устройство подзарядки батареи 8, выдающее «плюс» и «минус» выпрямленного напряжения к аккумуляторной батареи 6. При этом осуществляется подзарядка в периоды между импульсами. При наличии импульса блок 10 не срабатывает и осуществляется разрядка после подключения нагрузки к батареи 6. При отсутствии импульса электродвигатель 8 продолжает вращаться за счет инерционности. На фиг. 2 показаны следующие друг за другом импульсы. Таким образом, обеспечивается постоянная периодическая зарядка и разрядка аккумуляторной батареи и бесперебойная работа. Электрогенератор не создает дополнительной нагрузки, обеспечивает бесперебойность питания и может представлять из себя жестко связанные электродвигатель постоянного тока и синхронный генератор. Работа узлов 1, 2, 4, 5 не отличается от работы узлов 6, 7, 9, 10. В частности, выход аккумуляторной батареи 1 через преобразователь постоянного напряжения в импульсное 2 соединен с входом электрогенератора 3 и с первым входом блока из двух автоматических расцепителей 5, имеющего первый и второй выход, соединенный через устройство подзарядки батареи 4 с первым и вторым входом аккумуляторной батареи 1. Таким образом, создается возможность увеличить нагрузку на исполнительный механизм 11, что отмечено в книге М.А. Шустов «Контроль и защита источников питания» М. Издательский дом Додека XXI век, Альтекс 2007, стр. 152. Мощности аккумуляторной батареи 1 должно быть достаточно для обеспечения номинальной работы электрогенератора, и она может быть меньше мощности батареи 6. В связи с этим за счет инерционности электродвигателя и электрогенератора, создается возможность увеличить частоту импульсов и бесперебойность. Возможен режим работы, когда окончание импульса осуществляется после фиксации в преобразователь напряжения зарядки батареи. Пример конкретного исполнения электродвигателей постоянного тока, обеспечивающих инерционность, представлен в книге М.М. Кацман «Справочник по электрическим машинам» 2005 г., стр. 306-311. Пример конкретного исполнения расцепителя в блоке из двух автоматических расцепителей, в том числе и срабатывающий в промежутке между напряжениями, представлены в книге B.C. Траубе и В.Г. Миргородского «Электротехника и основы электроники» стр. 142-143, 1985 г.. Вал электродвигателя 4 также может быть жестко связан с исполнительным механизмом, например через редуктор. Пример конкретного исполнения схемы включения, в том числе и мигающего реле, представлен в книге С.П. Колосов и др. 1970 г. «Элементы автоматики» стр. 138-139, рис. 78 Г. Предлагаемое устройство обеспечивает бесперебойную работу в течение времени, зависящего от срока службы аккумуляторной батареи, что обеспечивает экономический эффект. Устройство можно использовать для питания электропотребляемых узлов и в двигательных системах.