Файл: Кривозуб Д.С. Агрегаты бесперебойного питания (лекция).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2024

Просмотров: 38

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

26

АБП с гидроаккуыулятором по схеме 10,6 отличается от первого тем, что для заряда и подзаряда гидроаккумулятора в нем применено

автономное зарядное устройство, состоящее из насоса 8 и электро­ двигателя 9. Насос должен в течение заданного времени поднять в аккумуляторе давление до заданной величины.

Работе этого агрегата аналогична работе агрегата с обратимой

гидроыашиной.

Агрегат со структурной схемой 10,в построен по известному

принципу "насос-двигатель". Он состоит из генератора, асинхронного

двигателя, насоса, гидродвигателя, РРУ и гидроаккумулятора. Гидрав-

(

лические машины могут иметь замкнутый поток рабочей жидкости или разомкнутый. Во втором случае рабочая жидкость насосом 3 забирает­ ся из бака, в который отработанная жидкость сбрасывается гидро­ двигателем.

В нормальном режиме асинхронный двигатель приводит во враще­ ние гидронасос, который, создавая в напорной магистрали необходимое давление, через распределительное устройство приводит во вращение гидродвигатель. Гидродвигатель соединен жестко с генератором и обес­ печивает его вращение.

При отключении асинхронного двигателя от сети вращение генера­ тора осуществляется за счёт энергии гидроаккумулятора, отдающего жидкость под давлением в напорную магистраль гидродвигателя. После восстановления напряжения сети асинхронный двигатель вновь берет на себя нагрузку. Для заряда гидроаккумулятора может быть использова­ но зарядное устройство, аналогичное показанному на схеме 10,6.

Если мощности асинхронного двигателя и насоса достаточно, то заряд аккумулятора могут производить они.

Эта схема в сравнении с рассмотренными выше имеет определенные преимущества:

27

а) отсутствие жесткой связи между асинхронным двигателем и генератором, что позволяет получить скорость вращения генератора,

равную синхронной;

б) возможность стабилизировать скорость вращения генератора при различных по знаку и величине отклонениях напряжения и частоты в сети, а также при изменениях нагрузки генератора, применяя регу­ лируемые гидромашннн;

в) возможность сохранения скорости вращения генератора лзстснн-

ной в момент включения в работу гидроаккумулятора благодаря нали­ чию действующей связи между гидравлическими машинами.

К недостаткам схемы необходимо отнести следующие:

а) гидромашины, имеющие по сравнению с электрическими машина­ ми меньший срок службы, находятся постоянно в работе;

б) длительное использование рабочей жидкости приводит к нарушению ее физических и химических свойств, вызывая необходимость

еепериодической замены;

в) применение двух равномощных гидромашин увеличивает габа­

риты агрегата и его вес.

 

Гидравлические аккумуляторы

широко применяются в настоящее

время в технике гидропривода металлорежущих станков, тяжелых чвооов инженерных машин, самолетов и т.д . для сглаживания пульсаций давле­ ния, амортизации, компенсирования внезапных больших расходов рабо­ чей жидкости, гидравлических ударов, объемных потерь и, наконец,

что очень важно, для создания запасов давления в системе гидро­ привода.

Известны гидроаккумуляторы нескольких тиЬов: грузовые, пружин­ ные и пневматические (рис. П ,а ) . Грузовые гидроаккумуляторы строят­


28

ся на принципе использования энергии поднятого груза. Обладая одних очень важных качествох: способность» сохранять практически неизхенное давление в процессе разряда (рис. 1 1 ,6 ), грузовые акку­ мулятор* имеют очень больвие габариты и веса. Это существенно огра­

ничивает область их прихенения. Также неприеклехо большихи получают­ ся пружинные гндроаккухуляторы. Поэтому в гидроприводе наибольшее распространение получили пневматические гидроаккумуляторы, действие которых основано на использовании энергии сжатых газов. Они доволь­ но хорошо освоены промышленностью и выпускаются на объемы до 200 - 300 л и рабочие давления от 16 до 500 кг/см2 .

Гидропневматические аккумулятор* характеризуются емкостью и давлением. Взаимосвязь этих параметров выражается формулой Пауссона

 

 

 

p i

Vei

-

fbotstt,

 

 

 

 

 

 

где показатель

политропы

и

=

1 ,о

*

1 ,4 . При ^

=

I процесс про­

текает

по

изотерме,

при

п

=

1 ,4

-

по

адиабате.

 

 

 

 

Принципиально

гидропневматический

аккумулятор

представляет

собой

цилиндр,

внутри которого

находится

свободно

плавающий порвень

( рис.1 2 ). Поршень разделяет

аккумулятор на газовую и жидкостную

полости.

Первоначально

весь

объем аккумулятора Vso

заполняется

газом

до

определенного

давления р о

,

после чего

газовая

полость

герметически запирается. Жидкость подается под давлением

больше

первоначального

до

тех пор,

пока

в

газовой полости

не будет созда­

но давление нужной величины

р у .

 

 

 

 

 

 

 

 

Объем жидкости,

находящийся в аккумуляторе

равен:

 

V*- vto £'-(£-)*] ■

<6)

В процессе разряда аккумулятор отдает некоторое количество жидкости АУм . При этом объем газовой полости возрастает от ^


- 29 -

а1

^РрУ 3 Z / Пружина З у - а з

'Жидкость

Рис.

I I .

Принципиальное

устройство

гидроаккумуляторов:

а -

конструктивные

типы;

б - разрядные характеристики:

 

I -

грузовой;

2 - пружинный: 3

- пневматический

рак

Рис. 12 . Принципиальная схема работы гидропневматического аккумулятора


 

 

 

 

 

 

 

 

50

_

 

 

 

до

\Jgz ,

а давление

в ней

падает

от

Pj

до р2 (см.рис.

12).Коли­

чество жидкости, отдаваемой аккумулятором в процессе разряда,

составит:

 

 

 

 

 

 

 

£

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А ] *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

А

J

(7)

 

 

 

 

 

 

 

 

' ' v

 

 

Отсюда следует,

что по величине

л Уж и давлениям

pQ, р^

и р2

можно найти конструктивный объем аккумулятора V/#

для

заданного характера процесса

разряда.

 

 

 

 

 

Эффективность использования объема аккумулятора определяет­

ся

коэффициентом

 

f t

_

А У ле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

VSo

 

 

 

 

 

 

Стремятся, чтобы при разряде использовалось все запасенное

количество жидкости.

 

 

 

 

 

 

 

Тогда,

считая

& Ум -

,

получим

 

J.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 8)

 

 

 

Работу аккумулятора в процессе разряда при изменении давле­

ния от

рт

до

р->

можно подсчитать так:

 

 

 

 

 

 

 

 

=/■/ЙС?

 

 

 

 

где

 

f t (

l/gj

-

функция^отражающая зависимость давления

от объе­

ма. 6 общем виде для изотермического процесса разряда совершаемая работа будет равна

А - * * * , = /> ,

 

V u

г* f t

<9)

для адиабатического

процесса

 

 

/ А 1

 

 

а

_

/

/ _

J

( 10)

/\а*с а-p ~ g #

/ /

/ /»у/

Энергия аккумулятора расходуется для вращения генератора.

Например, при К =1

Л V e t =


31 -

где /Зуу/ и у и» - мощность и кЛД* синхронного генератора; ifMz.jp- продолжительность работы аккумулятора;

Ачасть энергии, теряемая на преодоление различ­ ных сопротивлений.

Из этого выражения можно определить время,

в течение

которого

аккумулятор, обладая энергией

может обеспечить вращение гене­

ратора мощность» Р w

с постоянной

скоростью

 

 

 

'/мт

 

 

 

W*

А

( i d

 

/^ге/

 

 

 

В процессе разряда аккумулятор,

обладающий

энергией

Wak ,

расходует л и » часть

, которая зависит от допустимого снижения

давления в аккумуляторе. Создавая определенный запас давления, т .е .

создавая

давление

в аккумуляторе, превышающее давление

нагрузки,

например

в в

раз, можно получить, что при

f

=1,5

используемая

энергия

составит

40% от запасённой, а при

=

2 -

около 70%.

Задача стабилизации частоты сводится к тому, чтобы при изменяю­

щихся выходных параметрах гидроаккумулятора скорость вращения гидро­

двигателя оставалась постоянной.

Это можно осуществить несколькими способами:

а ) ограничением диапазона изменения давления в аккумуляторе в

процессе

разряда до 10-15% от начального давления;

б)

применением специальных баллонов со сжатым газон;

в) последовательным включением на разряд нескольких аккумуля­

торов;

 

г )

применением устройств, регулирующих расход жидкости и давле­

ние перед

гидродвигателем;

д)

применением регулируемых гидромаиин.