Частотно-регулируемый электропривод с резервным источником питания от аккумуляторной батареи для погрузчиков

 

Область применения - электроприводы ответственных механизмов, использующие аккумуляторные батареи для обеспечения работы установок по производству электроэнергии, в нефтяной, газовой, химической, добывающей и др. отраслях промышленности в случае исчезновения напряжения питающей сети. Предложение решает задачу повышения безопасности электроустановки и удобства ее обслуживания при сохранении надежности работы при исчезновении напряжения питающей сети. Задача решается за счет того, что в частотно-регулируемом электроприводе с резервным питанием от аккумуляторной батареи, содержащем преобразователь частоты, к звену постоянного тока которого подключена аккумуляторная батарея, а к выходу инвертора - электродвигатель, аккумуляторная батарея выполнена в виде отдельных секций, соединенных последовательно через исполнительные цепи контакторов, обладающих свойством «запоминания» последнего управляющего сигнала, при этом к выводам секций аккумуляторной батареи подключены разъемы для диагностики и зарядки аккумуляторных батарей. При этом управляющие цепи контакторов, обладающих свойством «запоминания» последнего управляющего сигнала, подключены к источнику питания через трехпозиционный переключатель. 1 з.п. ф-лы, 1 илл.

Предложение относится к электротехнике, а именно, к электроприводам, использующим аккумуляторные батареи для обеспечения работы ответственных механизмов при исчезновении напряжения питающей сети. Предлагаемый электропривод может быть использован для повышения надежности ответственных механизмов в установках по производству электроэнергии, в нефтяной, газовой, химической, добывающей и др. отраслях промышленности.

Повышение надежности питания ответственных механизмов может быть обеспечено при помощи источников бесперебойного питания (ИБП), в частности ИБП с двойным преобразованием [1]. ИБП содержит последовательно соединенные выпрямитель и инвертор, к выходу второго из которых подключена нагрузка, и батарею аккумуляторов, подключенную к выходу выпрямителя. В этом устройстве (электроприводе) вся поступающая из сети переменного тока энергия преобразуется в постоянный ток, из которого при помощи инвертора вновь формируется переменный ток с требуемыми характеристиками. Если напряжение в основной сети становится ниже допустимого, инвертор начинает питаться от батареи. При восстановлении уровня напряжения до нормального выпрямитель опять начинает заряжать батарею и питать инвертор. Недостатки таких устройств: относительно невысокий КПД и, следовательно, высокие эксплуатационные расходы (расход электроэнергии, утилизация выделяемого тепла).

Ближайшим к предлагаемому техническим решением является частотно-регулируемый электропривод, содержащий преобразователь частоты, к звену постоянного тока которого подключена аккумуляторная батарея, а к выходу инвертора - электродвигатель [2]. В таком электроприводе в нормальных режимах работает выпрямитель, а при повреждениях (нарушениях питания) в сети переменного тока питание к инвертору подается от аккумуляторов. В этом случае инвертор может нормально работать в течение 30 мин или более в зависимости от емкости аккумуляторной батареи.

В то же время известно, что при работе асинхронного электропривода и питании преобразователя частоты от трехфазной сети переменного тока U c=380 В, напряжение на звене постоянного тока преобразователя частоты составляет 520 В. При питании звена постоянного тока от стороннего источника напряжение этого источника для современных преобразователей составляет 400-700 В. Аккумуляторная батарея на такое напряжение в действующих электроустановках создает определенные трудности с точки зрения обслуживания и электробезопасности.

Предложение решает задачу повышения безопасности электроустановки и удобства ее обслуживания при сохранении надежности работы, в том числе при исчезновении напряжения питающей сети.

Технический эффект, возникающий при решении поставленной задачи, заключается в понижении напряжения на элементах аккумуляторной батареи и достигается тем, что в известном частотно-регулируемом электроприводе с резервным питанием от аккумуляторной батареи, содержащем преобразователь частоты, к звену постоянного тока которого подключена аккумуляторная батарея, а к выходу инвертора - электродвигатель, аккумуляторная батарея выполнена в виде отдельных секций, соединенных последовательно через исполнительные цепи контакторов, обладающих свойством «запоминания» последнего управляющего сигнала, при этом к выводам секций аккумуляторной батареи подключены разъемы для диагностики и зарядки аккумуляторных батарей. Аккумуляторная батарея разделяется на отдельные секции с напряжением 60-80 В каждая.

Управляющие цепи контакторов, обладающих свойством «запоминания» последнего управляющего сигнала, подключены к источнику питания через трехпозиционный переключатель.

Предложение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема частотно-регулируемого электропривода с резервным питанием от аккумуляторной батареи, а на фиг. 2 - схема включения управляющих цепей контакторов.

Частотно-регулируемый электропривод с резервным питанием от аккумуляторной батареи (фиг. 1) содержит преобразователь частоты, к звену постоянного тока которого подключена аккумуляторная батарея, которая выполнена в виде отдельных секций АБ1, , АБn, соединенных последовательно через исполнительные цепи (контакты) К1, , Кn контакторов (например, типа ТКД, ТКЕ), обладающих свойством «запоминания» последнего управляющего сигнала, при этом к выводам секций батареи подключены штепсельные разъемы ШР1, , ШРn.

Контактор К (фиг. 2), обладающий свойством «запоминания» последнего управляющего сигнала, содержит в управляющей цепи соединенные последовательно катушку 1 (вывод А) и внутренний двухпозиционный переключатель 2 (выводы Б и В), подключенные к источнику питания (в данном случае к источнику постоянного напряжения 27 В) через трехпозиционный переключатель 3.

Электропривод работает следующим образом.

В рабочем режиме при замкнутых силовых контактах К1, , Кn к звену постоянного тока преобразователя частоты подключена единая батарея аккумуляторов с общим напряжением 400-700 В. При установке переключателя 3 в положение I катушка контактора подключена к источнику питания 27 В, при этом силовой контакт контактора (например, контакт К1 на фиг. 1) замкнут.При исчезновении напряжения сети инвертор может продолжить работу от аккумуляторов, поскольку силовые контакты К1, , Кn остаются замкнутыми.

Управляющие цепи контакторов работают следующим образом. Особенностью контакторов, обладающий свойством «запоминания» последнего управляющего сигнала, является то, что его внутренний переключатель механически сблокирован с силовым контактом, а именно: если внутренний переключатель 2 находится в положении «Б», то силовой контакт контактора замкнут.И наоборот, если внутренний переключатель находится в положении «В», то силовой контакт контактора разомкнут.

Таким образом, если трехпозиционйый переключатель 3 находится в положении «0», а внутренний переключатель 2 контактора в положении «Б», то катушка контактора отключена от источника питания и силовой контакт (например, К1) разомкнут.

При переводе трехпозиционного переключателя 3 в положение «I» осуществляется питание катушки напряжением 27 В, силовой контакт К1 замыкается, при этом внутренний переключатель 2 контактора переключается в положение В и силовой контакт К1 размыкается. Переключением трехпозиционного переключателя 3 в положение «II» подается питание на катушку, что приводит к установке внутреннего переключателя 2 в положение Б. Катушка контактора опять отключена от источника питания и силовой контакт остается разомкнутым.

Таким образом, при снятии напряжения питающей сети при разомкнутых силовых контактах К1, , Кn образуется набор секций аккумуляторных батарей АБ1, , АБn с напряжением, не превышающим 60-80 В на каждой секции. Тем самым затруднения с электробезопасностью и обслуживанием установки существенно уменьшаются, в этом случае можно пользоваться разъемами ШР1, , ШРn для диагностики и зарядки аккумуляторов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Агафонов А.И., Пивкин А.Г. Состояние и основные направления развития систем бесперебойного электропитания радиоэлектронных средств // Электропитание: науч.-техн. сборник. Выпуск 5. М., 2003, с. 30-38.

2. Мэрфи Д. Тиристорное управление двигателями переменного тока: Пер. с англ. - М.: Энергия, 1979, с. 188-189.

1. Частотно-регулируемый электропривод с резервным питанием от аккумуляторной батареи, содержащий преобразователь частоты, к звену постоянного тока которого подключена аккумуляторная батарея, а к выходу инвертора - электродвигатель, отличающийся тем, что аккумуляторная батарея выполнена в виде отдельных секций, соединенных последовательно через исполнительные цепи контакторов, обладающих свойством "запоминания" последнего управляющего сигнала, при этом к выводам секций аккумуляторной батареи подключены разъемы для диагностики и зарядки аккумуляторных батарей.

2. Частотно-регулируемый электропривод по п.1, отличающийся тем, что управляющие цепи контакторов, обладающих свойством "запоминания" последнего управляющего сигнала, подключены к источнику питания через трехпозиционный переключатель.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к химическим источникам тока и может быть использована при конструировании и производстве свинцовых аккумуляторов

Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для заряда электрохимических накопителей энергии, а именно аккумуляторных батарей

Устройство и работа многофункционального сварочного зарядного устройства-инвертора относится к электротехнике, в частности, к сварочному оборудованию и может быть использована в однофазных переносных или стационарных полуавтоматах электродуговой сварки плавящимся электродом в среде защитного газа, в качестве источника бесперебойного питания, а также для зарядки аккумуляторных батарей.
Наверх