ДВУХМАШИННЫЙ АГРЕГАТ ПИТАНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве источника бесперебойного питания ответственных потребителей.
Известен двухмашинный агрегат питания, содержащий первый и второй синхронные генераторы, коммутационную аппаратуру и шины нагрузки, причем первый из указанных генераторов вращается при наличии сети от трехфазного асинхронного двигателя, а второй синхронный генератор вращается с помощью автономного первичного двигателя [1]. Данный агрегат нашел широкое применение для питания аппаратуры связи, однако при пропадании напряжения сети в нем образуется перерыв в электроснабжении, равный времени запуска первичного двигателя.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является двухмашинный агрегат питания, содержащий первый и второй генераторы, приводимые в движение от соответствующих двигателей, коммутационную аппаратуру и шины нагрузки [2]. В данном агрегате генераторы работают в параллель, поэтому обеспечивается высокая надежность электроснабжения потребителей. Кроме того, первичные двигатели агрегата являются электрическими, поэтому готовность агрегата к работе считается мгновенной. Однако при отсутствии источника электрической энергии агрегат неработоспособен.
Техническим результатом полезной модели является повышение бесперебойности электроснабжения потребителей при всех условиях работы агрегата.
Требуемый технический результат достигается тем, что в двухмашинный агрегат питания, содержащий непрерывно работающие
основной и резервный электрические генераторы, первый и второй выключатели, каждый из которых содержит силовые контакты, катушку управления и выходные шины, причем основной электрический генератор соединен с выходными шинами через силовые контакты первого выключателя, а резервный электрический генератор соединен с указанными шинами через силовые контакты второго выключателя, введены: статический канал питания, содержащий первую и вторую аккумуляторные батареи, шины постоянного тока, выключатель инвертора, трехфазный инвертор и выключатель нагрузки инвертора, причем минусовые выводы первой и второй аккумуляторных батарей соединены с минусовой шиной постоянного тока непосредственно, а плюсовые выводы указанных батарей соединены с плюсовой шиной постоянного тока через соответствующие первый и второй диоды, шины постоянного тока соединены с входом инвертора через выключатель инвертора, выключатель нагрузки инвертора содержит силовые контакты и катушку управления, при этом выход инвертора соединен с выходными шинами через силовые контакты выключателя нагрузки инвертора, катушка управления выключателя нагрузки инвертора подключена параллельно входу инвертора, и первый и второй блоки контроля напряжения, каждый из которых содержит трехфазный выпрямитель и включенный параллельно его выходу сглаживающий конденсатор, причем: вход трехфазного выпрямителя первого блока контроля напряжения соединен с основным электрическим генератором, а параллельно его выходу включена цепь из последовательно соединенных катушки управления первого выключателя и второго размыкающего контакта второго выключателя, вход трехфазного выпрямителя второго блока контроля напряжения соединен с резервным электрическим генератором, а параллельно его выходу включена цепь из последовательно соединенных катушки управления второго выключателя и второго размыкающего контакта первого выключателя, а выключатель инвертора состоит из последовательно соединенных первых размыкающих контактов
первого и второго выключателей.
На чертеже представлена структурная схема двухмашинного агрегата питания.
Агрегат содержит основной электрический генератор 1, резервный электрический генератор 2, первый выключатель 3 (силовые контакты), второй выключатель 4 (силовые контакты), выходные шины 5, статический канал питания 6, содержащий первую 6-1 и вторую 6-2 аккумуляторные батареи, шины постоянного тока 6-3, выключатель инвертора 6-4, содержащий последовательно соединенные первый размыкающий контакт 3-2 первого выключателя 3 и первый размыкающий контакт 4-2 второго выключателя 4, трехфазный инвертор 6-5, выключатель нагрузки инвертора 6-6, содержащий силовые контакты 6-7 и катушку управления 6-8 и диоды 6-9; первый блок контроля напряжения 7, содержащий трехфазный выпрямитель 7-1, сглаживающий конденсатор 7-2, катушку управления 3-1 первого выключателя и второй размыкающий контакт 4-3 второго выключателя и второй блок контроля напряжения 8, содержащий трехфазный выпрямитель 8-1, сглаживающий конденсатор 8-2, катушку управления 4-1 второго выключателя 4 и второй размыкающий контакт 3-3 первого выключателя 3, причем основной генератор 1 соединен с выходными шинами 5 с помощью первого выключателя 3, резервный генератор 2 соединен с выходными шинами 5 с помощью второго выключателя 4, минусовые выводы первой 6-1 и второй 6-2 аккумуляторных батарей статического канала питания 6 соединены с минусовой шиной шин постоянного тока 6-3, плюсовые выводы батарей 6-1 и 6-2 соединены с плюсовой шиной шин постоянного тока 6-3 через соответствующие диоды 6-9, выключатель инвертора 6-4 установлен между плюсовой шиной шин постоянного тока 6-3 и соответствующим входом трехфазного инвертора 6-5, соединенного с выходными шинами 5 через силовые контакты 6-7 выключателя нагрузки инвертора 6-6, катушка управления 6-8 которого подключена ко входу трехфазного инвертора 6-5, трехфазный выпрямитель
7-1 первого блока контроля напряжения 7 подключен входом к основному генератору 1, сглаживающий конденсатор 7-2 параллельно подсоединены к выходу выпрямителя 7-1. Катушка 3-1 подключена к выходу выпрямителя 7-1 через второй размыкающий контакт 4-3 второго выключателя 4; трехфазный выпрямитель 8-1 второго блока контроля напряжения 8 подключен входом к резервному электрическому генератору 2, сглаживающий конденсатор 8-2 включен параллельно к выходу выпрямителя 8-1. Катушка 4-1 подключена к выходу выпрямителя 8-1 через второй размыкающий контакт 3-3 первого выключателя 3. Все элементы схемы агрегата серийно выпускаются отечественной промышленностью. Состав оборудования агрегата предопределяет три режима электроснабжения потребителей: один статический с помощью статического канала питания 6, первый электромашинный с помощью основного генератора 1 и второй электромашинный с помощью резервного генератора 2.
Агрегат работает следующим образом. При замыкании цепей пуска (не показаны) начинает работать статический канал питания 6, так как основной 1 и резервный 2 генераторы тока не готовы принять нагрузку. Первая 6-1 и вторая 6-2 аккумуляторные батареи канала 6 начинают разряд с помощью диодов 6-9 и на шинах постоянного тока 6-3 появляется напряжение заданной величины. Ввиду того, что первый размыкающий контакт 3-2 первого выключателя 3 и первый размыкающий контакт 4-2 второго выключателя 4 замкнуты, то указанное напряжение поступает на вход трехфазного инвертора 6-5, который постоянный ток преобразует в трехфазный переменный ток, и на катушку управления 6-8 выключателя нагрузки инвертора 6-6, последняя срабатывает и силовые контакты 6-7 выключателя 6-6 замыкаются, подавая трехфазное напряжение инвертора 6-5 на выходные шины 5, что приводит к работе потребителей. В это время основной 1 и резервный 2 генераторы готовятся к приему нагрузки и как только их напряжение станет равным заданному начинают работать блоки контроля напряжения 7 и 8. Пусть первым сработал блок контроля
напряжения 7, т.е. напряжение основного генератора 1 стало номинальным. Это напряжение выпрямляется в трехфазном выпрямителе 7-1, его пульсации сглаживаются конденсатором 7-2 и оно поступает на катушку 3-1 первого выключателя 3. Катушка 3-1 срабатывает, силовые контакты первого выключателя 3 замыкаются и напряжение основного генератора 1 поступает на выходные шины 5 для питания потребителей, при этом срабатывание катушки 3-1 первого выключателя 3 приводит к размыканию первого размыкающего контакта 3-2 и второго размыкающего контакта 3-3. Размыкание первого размыкающего контакта 3-2 в выключателе инвертора 6-4 приводит к обесточиванию трехфазного инвертора 6-5 и катушки управления 6-8 выключателя нагрузки инвертора 6-6, вследствие чего силовые контакты 6-7 выключателя 6-6 размыкаются, т.е. статический канал питания 6 перестает работать. Размыкание второго размыкающего контакта 3-3 первого выключателя 3 препятствует срабатыванию катушки 4-1 второго выключателя, поэтому второй выключатель 4 остается в исходном, состоянии и резервный генератор 2 работает без нагрузки. Такое состояние элементов схемы остается неизменным до тех пор, пока напряжение основного генератора 1 будет равно заданному значению. Если указанное напряжение изменится, например, упадет, то с выхода трехфазного выпрямителя 7-1 снимется меньшее постоянное напряжение, которое, фильтруясь сглаживающим конденсатором 7-2, еще больше уменьшается, ток через катушку 3-1 становится ниже порога срабатывания, вследствие чего силовые контакты первого выключателя 3 размыкаются и основной генератор 1 отключается от выходных шин 5. Отключение катушки 3-1 первого выключателя 3 приводит к замыканию первого размыкающего контакта 3-2 в выключателе инвертора 6-4 и статический канал питания 6 вновь начинает работать по описанному выше алгоритму, а также к замыканию второго размыкающего контакта 3-3, что подготавливает катушку 4-1 второго выключателя 4 к срабатыванию. Если напряжение резервного генератора 2 станет равным заданному, то начинает работать второй блок контроля
напряжения 8, при этом напряжение резервного генератора 2 поступает в трехфазный выпрямитель 8-1, выпрямляется, его пульсации уменьшаются с помощью сглаживающего конденсатора 8-2 и оно поступает на катушку 4-1 второго выключателя 4. Катушка 4-1 срабатывает и силовые контакты второго выключателя 4 замыкаются, подключая резервный генератор 2 к выходным шинам 5. Кроме того, при срабатывании катушки 4-1 размыкается первый размыкающий контакт 4-2 в выключателе инвертора 6-4 и статический канал питания 6 прекращает свою работу и размыкается второй размыкающийся контакт 4-3 в цепи питания катушки 3-1, что исключает подключение основного генератора 1 к выходным шинам 5, при условии, что на них имеется напряжение от резервного генератора 2.
Таким образом, при пуске агрегата и при переходах от одного генератора к другому, работает статический канал питания, исключая перерывы в электроснабжении ответственных потребителей, чем и достигается требуемый технический результат.
Источники принятые во внимание
[1]. Электропитание устройств связи. Под ред. О.А.Доморацкого. М., Радио и связь, 1981, стр.244, рис.8.8.
[2]. Электротехнический справочник. Т.4. Под ред. В.Г.Герасимова М., МЭИ, 2003, стр.71, рис.56.22а.