СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ОБЪЕКТОВ
ELECTRIC POWER SUPPLY SYSTEM OF OBJECTS

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения экономного потребления электроэнергии.
Известна система электропитания объектов, изложенная в патенте №2316108. В ней источник постоянного тока, имея выход, соединенный через автоматический разцепитель с выходом электродвигателя постоянного тока, вал который жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем, выдающим трехфазное напряжение в потребляемые узлы и через стабилизатор в выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное, поступающее далее через автоматический расцепитель в электродвигатель. Расцепитель в зависимости от величины напряжения подключает то источник тока, то выпрямитель. Однако время вращения вала электродвигателя невозможно увеличить.
Известна система электропитания объектов, представленная в патенте №2372709. В ней источник может выдавать постоянный ток через автоматический расцепитель в электродвигатель постоянного тока, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем, выдающего две фазы, поступающие к потребляемым узлам, и одну фазу, поступающую в стабилизатор с выпрямителем. Последний может выдавать постоянное напряжение через автоматический расцепитель в электродвигатель. В нем для регулировки постоянного тока используется реостат.
В зависимости от величины напряжений, поступающих на первый или второй входы электродвигателя, подключается то источник тока, то стабилизатор. Однако время вращения вала электродвигателя не может быть увеличено. С помощью предлагаемого устройства многократно увеличивается время вращения вала электродвигателя. Достигается это введением: аккумуляторной батареи уменьшенной мощности и умножителя напряжения; при этом выход аккумуляторной батареи уменьшенной мощности через умножитель напряжения соединен с первым входом автоматического расцепителя.
На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - источник постоянного тока;
2 - автоматический расцепитель;
3 - электродвигатель постоянного тока;
4 - синхронный генератор с возбудителем;
5 - умножитель напряжения;
6 - однофазный стабилизатор с выпрямителем;
7 - аккумуляторная батарея уменьшенной мощности;
8 - потребляемые узлы,
при этом электродвигатель постоянного тока 3 жестко связан с синхронным генератором с возбудителем 4, имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные: с первым входом потребляемых узлов 8, со вторым входом потребляемых узлов 8 и через однофазный стабилизатор с выпрямителем 6, через умножитель напряжения 5 с выходом аккумуляторной батареи уменьшенной мощности, к тому же выход умножителя напряжения 5 соединен с первым входом автоматического расцепителя 2, второй вход и выход которого соответственно соединены с выходом источника постоянного тока 1 и с входом электродвигателя постоянного тока.
Устройство работает следующим образом. С помощью источника постоянного тока, который может быть аккумуляторной батареей или выпрямителем, осуществляется подача постоянного тока через автоматический расцепитель 2 в электродвигатель постоянного тока 3. Для регулировки постоянного тока в электродвигателе используется реостат. Вал электродвигателя 3 жестко связан с валом синхронного генератора с возбудителем 4, выдающего 2 фазы переменного тока в потребляемые узлы 8 и одну фазу в стабилизатор с выпрямителем 6. Пример исполнения электродвигателя постоянного тока представлен в книге М.М.Кацман «Справочник по электрическим машинам», стр. 302-309, 2005 г. Пример исполнения синхронного генератора с возбудителем представлен в книге В.А.Китаев «Электротехника с основами промышленной электроники» - М., Высшая школа, 1985 г., стр. 139, рис. 94.
В стабилизаторе 6, при уменьшении в определенных пределах однофазного переменного напряжения на входе, на выходе имеет место номинальное постоянное напряжение, поступающее в вышеупомянутый автоматический расцепитель 2.
Пример конкретного исполнения автоматического расцепителя представлен в книге «Электротехника и основы электроники» Е.С.Траубе и В.Г.Миргородского, М., Высшая школа, 1985 г., стр. 142-143.
Пример конкретного исполнения однофазного стабилизатора с выпрямителем представлен в книге «Источники питания и стабилизаторы» М.А.Шустова, М., 2007 г., стр. 142-144, рис. 11.5, 11.19. При этом выпрямитель может быть выполнен с сглаживающим фильтром. Однако с увеличением нагрузки на генератор, возникающим из-за подключения потребляемых узлов 8, возникает падение мощности, поступающей в электродвигатель через автоматический расцепитель. Для компенсации падения мощности, в отличие от главного аналога, в предлагаемое устройство вводится аккумуляторная батарея уменьшенной мощности 7 и умножитель напряжения 5. Мощность аккумуляторной батареи меньше мощности источника постоянного тока 1. Ток от аккумуляторной батареи поступает в умножитель напряжения 5, где напряжение умножается до величины, равной напряжению на выходе стабилизатора 6. Благодаря этому исключается изменение напряжения, поступающего через автоматический расцепитель 2 на вход электродвигателя. Таким образом, приращение мощности на выходе умножителя 5 компенсирует потерю мощности из-за подключения к генератору потребляемых узлов 6. Пример конкретного исполнения умножителя напряжения представлен в вышеупомянутой книге М.А.Шустова на стр. 33-35. Методика работы заключается в следующем. После фиксации определенного напряжения от источника постоянного тока в автоматическом расцепители 2 происходит подключение его первого входа к выходам однофазного стабилизатора с выпрямителем 6 и умножителя напряжения 5. После этого осуществляется постоянное вращения вала электродвигателя благодаря его инерционности. В случае увеличения нагрузки в потребляемых узлах 8 выше допустимой, напряжение на входе стабилизаторов может стать ниже допустимого.
В этом случае в связи с падением напряжения на выходе стабилизатора, автоматический расцепитель 2 временно подключит ко своему второму входу источник постоянного тока 1. Таким образом, предлагаемое устройство при номинальной нагрузке в потребляемых узлах практически постоянно осуществляет вращение вала электродвигателя при меньшей мощности аккумуляторной батареи 7, чем мощность источника постоянного тока, что обеспечивает экономию электроэнергии. Подзарядка батареи может осуществляться от двухфазной сети.