СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРООБЕСПЕЧЕНИЯ
SELF-CONTAINED POWER SUPPLY SYSTEM

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроснабжения. Известна система автономного электрообеспечения, представленная как система автономного электропитания, изложенная в книге «Электротехника с основами промышленной электроники» М.: Высшая школа, 1985 г., стр.138-140. В ней с помощью электродвигателя, работающего на постоянном токе от источника тока, осуществляется вращение вала синхронного генератора. Однако система требует постоянного подключения источника постоянного тока.
Известна система автономного электрообеспечения, так же представленная как система автономного электропитания в патенте автора №2284644. В ней от источника постоянного тока через реостат ток поступает через автоматический расцепитель в электродвигатель постоянного тока, осуществляющий вращение вала синхронного генератора. С выходов последнего трехфазное переменное напряжение поступает в трехфазный выпрямитель, где выпрямляется и сглаживается и далее поступает через блок автоматической регулировки питания в автоматический расцепитель. В последнем в зависимости от величины напряжений осуществляется подключение к электродвигателю то источника постоянного тока, то блока автоматической регулировки питания.
В состав устройства может входить второй синхронный генератор, жестко связанный с первым синхронным генератором и выдающий трехфазное переменное напряжение в потребляемые узлы, а также жестко связанный с исполнительным узлом. Однако невозможно обеспечить длительное вращение вала электродвигателя. С помощью предлагаемого устройства обеспечивается длительное вращение вала электродвигателя. Достигается это введением синхронного генератора с аналогичным размещением обмоток возбуждения, жестко связанного с первым и вторым синхронным генератором, имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя.
На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения:
1 - источник постоянного тока
2 - реостат
3 - автоматический расцепитель
4 - электродвигатель постоянного тока
5 - синхронный генератор
6 - синхронный генератор с аналогичным размещением обмоток возбуждения
7 - синхронный генератор
8 - исполнительный узел
9 - блок автоматической регулировки питания
10 - трехфазный выпрямитель
11 - потребляемые узлы, при этом выход источника постоянного тока 1 через реостат 2 соединен со вторым входом автоматического расцепителя 3, имеющего первый вход, соединенный через блок автоматической регулировки питания 9 с выходом трехфазного выпрямителя и имеющего выход, соединенный с входом электродвигателя постоянного тока 4, жестко связанного с синхронным генератором 5, имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами трехфазного выпрямителя 10 и имеющим жесткую связь с синхронным генератором с аналогичным размещением обмоток возбуждения 6, жестко связанный с синхронным генератором 7, жестко связанного с исполнительным узлом 8 и имеющим первый, второй и третий выходы, соответственно соединенные с первым, вторым и третьим входами потребляемых узлов 11.
Система работает следующим образом: с помощью источника постоянного тока 1, которая может быть и аккумуляторной батареей, осуществляется подача постоянного тока через реостат 2, через автоматический расцепите ль 3 в электродвигатель постоянного тока 4, вал которого жестко связан с валом синхронного генератора 5. Последний выдает трехфазное переменное напряжение в трехфазный выпрямитель 10. Значение тока с выхода источника 1 регулируется с помощью реостата 2. С выхода трехфазного выпрямителя 10 выпрямленное и сглаженное напряжение поступает через блок автоматической регулировки питания 9 на первый вход автоматического расцепителя 3, с помощью которого осуществляется автоматическое подключение к первому и второму его входам в зависимости от величины напряжений, поступающих на эти входы то от источника 1, то от блока 9. Вал синхронного генератора 5 жестко связан с валом синхронного генератора с аналогичным размещением обмоток 6, вал которого так же жестко связан с валом синхронного генератора 7, жестко связанного с исполнительным узлом 8 и выдающего трехфазное переменное напряжение в потребляемые узлы 11, расположенные, например, на каком-либо объекте. В синхронном генераторе 6 обмотки возбуждения размещены так же, как в синхронном генераторе 5. Следовательно, фазы переменных напряжений на выходах этих генераторов будут совпадать по времени и их выходы соединены с входами трехфазного выпрямителя 10. При совмещении фаз увеличится коэффициент мощности и произойдет ее рост, обеспечивающий длительную генерацию напряжения без источника постоянного тока 1. При изменении входного напряжения на входе блока автоматической регулировки 9 на его выходе будет иметь место номинальное напряжение, при отсутствии которого автоматический расцепитель 3 подключит источник постоянного тока. При определенных нагрузках, не превышающих предельную, может быть обеспечено постоянное вращение вала электродвигателя.
Пример исполнения автоматического расцепителя представлен в книге А.С. Траубе, В.Г. Миргородский «Электротехника и основы автоматики», М.: Высшая школа, 1985 г., стр.142, 143. Пример исполнения блока автоматической регулировки питания представлен в книге М.А.Шустов «Источник питания и стабилизаторы», М.: Издательство Дом Доэка XXI «Альтекс» 2007 г., стр.103, рис.9.3, 9.4. В исполнительном узле 8, жестко связанном с валом синхронного генератора 7, может быть предусмотрен редуктор для изменения скорости вращения, например, колесной пары, винта или пропеллера. В определенных случаях разгон электродвигателя может быть осуществлен от внешнего источника, что не потребует размещения аккумуляторных батарей на объекте. Возможен вариант применения при совместном подключении к электродвигателю и источника 1 и блока 9.При этом напряжение с выхода блока 9 должно регулироваться таким образом, чтобы оно было равно напряжению от источника 1. Это обеспечит дополнительное увеличение коэффициента мощности и нагрузки. При необходимости в системе может быть предусмотрено и большее количество синхронных генераторов с аналогичными размещением обмоток возбуждения, имеющих выходы, соединенные с входами трехфазного выпрямителя. Постоянная генерация обеспечивается после разгона с помощью реостата 2 электродвигателя 4 и увеличения кинетической энергии вращающихся роторов генераторов. Применение предлагаемой системы обеспечит увеличение энергосбережения, а следовательно, даст большой экономический эффект.