Энергосберегающий электропривод подъемного механизма с резервным питанием

Аннотация

Разработано и исследовано устройство, обеспечивающее бесперебойную работу частотно-регулируемого электропривода. По своему назначению оно является источником бесперебойного питания преобразователя частоты (ИБППЧ) и предназначено для электроприводов механизмов подъема, поскольку способно повысить их энергетическую эффективность благодаря использованию энергии торможения опускаемого груза при зарядке резервного источника питания. Силовая часть рассматриваемого электропривода представляет собой систему «преобразователь частоты — асинхронный двигатель», в которой преобразователь частоты выполнен по типовой схеме с неуправляемым выпрямителем, автономным инвертором напряжения и звеном постоянного тока между ними. Основными функциональными элементами ИБППЧ являются аккумуляторная батарея и блок управления коммутациями. При работе задействован тормозной модуль, которым снабжаются все преобразователи частоты, имеющие рассматриваемую типовую структуру, для управления энергией торможения. Данный модуль обеспечивает зарядку аккумуляторной батареи ИБППЧ в тормозных режимах электропривода при опускании груза. Логика работы ИБППЧ позволяет выполнять основную функцию, заключающуюся в автоматическом переключении звена постоянного тока преобразователя частоты на питание от аккумуляторной батареи при потере питания от сети. Кроме того, блок управления ИБППЧ может поддерживать режим, при котором полностью заряженная аккумуляторная батарея отдает свою энергию электроприводу, работающему на подъем груза. Режим работы от резервного источника может продолжаться до заранее заданного предела разряда батареи. При достижении предела разряда батареи ИБППЧ переключается в режим заряда резервного источника, который проводится на участках опускания груза. Подобные циклы разряда/заряда многократны, однако при такой циклической работе снижается общее потребление электроэнергии механизмом, поскольку потенциальная энергия, высвобождаемая при опускании груза, используется электроприводом в двигательном режиме для подъема грузов. Таким образом, применение предлагаемого ИБППЧ в электроприводе рассматриваемого типа и назначения не только обеспечивает бесперебойность работы при отключении сети, но и способно повысить энергетическую эффективность подъемного механизма. Приведено описание лабораторной установки и результатов экспериментальных исследований, подтверждающих работоспособность предложенного устройства, новизна которого закреплена патентом РФ.