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
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. |