Устройство для питания нагрузки

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности ,в частности, к системам автономного электропитания электротранспорта. Цель изобретения - повышение надежности устройства путем повышения точности измерения степени заряженности аккумуляторной батареи и увеличение срока ее службы. Нагрузка 10 подключена к аккумуляторной батарее 1 через импульсный преобразователь постоянного напряжения 9 с системой управления. Устройство содержит логическую схему, в состав которой входят токовый шунт 6, усилитель постоянного тока 7, компаратор 8, датчик напряжения 2, ключевой элемент 11, D - триггер 18, логический элемент ИЛИ 19, и схему измерения и индикации. Выход импульсного генератора 20, входящего в состав системы управления преобразователем, подключен через первый вход элемента ИЛИ 19 к C - входу D - триггера 18, выход компаратора 8 логической схемы подключен к D - входу D - триггера, а выход D - триггера 18 - к второму входу элемента ИЛИ 19 и к управляющему входу ключевого элемента 11 логической схемы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 01 И 10/48, Н 02 .! 7/00, Г 01 R 31/36 — г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4279650/24-07 (22) 08.07.87 (46) 07,07.89. Бюл. N 25 (71) Специальное конструкторское бюро Харьковского завода нЭлектромашинан и Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) Н.А.Тимченко, А.В.Кипенский, Т.В.Плотникова и П.В ° Натаров (53) 621.355.1 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11» 547877, кл. Н 01 М 1О/48, 1975, Авторское свидетельство СССР

У 1117739, кл, Н О! М 10/48, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электротехнической промьппленности, в частности к системам автономного электро— питания электротранспорта. Цель изобретения — повышение надежности устройства путем повышения точность из„„SU„„1492401 А 1

2 мер ения степени з аряже нности акк умулятор ной батареи и уве.г»»»че ние срока ее службы, Нагрузка 10 подключена к аккумуляторной батарее 1 через импульсный преобразователь постоянного напряжения 9 с системой управления.

Устройство содержит логическую схему, в состав которой входят токовьп» шунт б, усилитель постоянного тока 7, компаратор 8, датчик напряжения 2, ключевой элемент 11, D-триггер 18, логический элемент ИЛИ 19, и схему измерения и индикации, Выход »»мпульсного генератора 20, входящего в сосс тав системы управления преобразователем, подключен через первьп» вход элемента ИЛИ 19 к С-входу D-триггера

18, выход компаратора 8 логической схемы подключен к D-входу D †триггера, а выход D-триггера 18 — к второму входу элемента ИЛИ 19 и к управляющему входу ключевого эч-мента 11 логической схемы. 2 ил °

1492401

Выход аккумуляторной батареи 1 подключен к входу датчика 2 напряжения (фиг. 2) и через преобразователь 9 к нагрузке 10, выход датчика

2 напряжения, являкщийся общей точкой резисторов 3 и 4, включенных между положительной и отрицательной шинами аккумуляторной батареи 1, подключен к Х-входу ключевого элемента

55

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим автоматический контроль и индикацию степени заряженности при эксплуатации аккумуляторных батарей. Оно может быть использовано в рудничных электровозах, электрокарах, электропогрузчиках и других подъемно-транспортных средствах с питанием от аккумуляторных батарей.

Цель изобретения — повьппение надежности устройства путем повышения точности измерения состояния заряженности батареи в режиме эксплуатации.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема подключения датчиков напряжения и тока.

Устройство (фиг. 1) содержит аккумуляторную батарею 1, датчик 2 напрякения, выполненный в виде резистивного делителя из резисторов 3 и 4 (фиг.2), 20 датчик 5 тока, выполненный в виде последовательного соединения измерительного шунта 6, усилителя 7 постоянного тока и компаратора 8 по схеме детектора пересечения нулевого уровня, преобразователь 9 напряжения, выполненный по схеме нереверсивного широтно-импульсного преобразователя постоянного напряжения, нагрузку 10,,например двигатель постоянного тока, ключевой элемент 11, выполненный на микросхеме типа 564КТ3, компараторы

12-14, индикаторы 15-17, выполненные на светодиодах, D-триггер 18, логи-. ческий элемент ИЛИ 19. Элементы 2-8, 35

11, 18 и 19 входят в состав логической схемы устройства. Импульсный генератор 20 частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное, генератор 21 пилообраэ- 40 ного напряжения, одновибратор 22, компаратор 23 сумматор 24, источник

25 напряжения задания, датчик 26 обратной связи, например тахогенератор, RS-триггер 27, усилитель 28 45 импульсов управления, Элементы 20-28 входят в состав устройства управления импульсным преобразователем 9 постоянного напряжения.

11 (фиг. 1), выход которого подключен к инверсным входам компараторов

12, 13 и 14, объединенным в общую точку, к прямым входам этих компараторов подключены соответственно источники опорных напряжений Uonl

11on2 H U()n 3j выходы компараторов

12-14 подключены соответственно к входам индикаторов 15-17. Элементы

12-17 составляют схему измерения и индикации. Управляющий V-вход ключевого элемента 11 подключен к выходу

D-триггера 18 и к первому входу элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к С-входу D-триггера 18, D-вход

D-триггера 18 подключен к выходу датчика 5 тока, являкщегося выходом компаратора 8 (фиг. 2), инверсный вход которого подключен к общей шине, а прямой — к выходу усилителя 7 постоянного тока, на вход которого подключен выход измерительного шунта 6, включенного в силовую шину между аккумуляторной батареей 1 и преобразователем 9, вторым входом элемент

19 подключен к выходу импульсного генератора 20 и к входам генератора

21 пилообразного напряжения и одновибратора 22, выход генератора 21 пилообразного напряжения подключен к инверсному входу компаратора 23, к прямому входу которого подключен выход сумматора 24,к первому входу ко торого подключен источник 25 напряже-, ния задания, а к второму - выход датчика 26 обратной связи, выход компаратора 23 подключен к R-входу RS-триггера

27,к S-входу которого подключен выход одновибратора 22, выход RS-триггера

27 через усилитель 28 импульсов управления подключен к управляющему входу преобразователя 9 напряжения (фиг, 2).

Устройство работает следукщим образом.

Импульсный генератор 20 формирует последовательность тактовых импульсов (U< ), определянщих период преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное, В моменты спада напряжения Uq одновибратор 22 формирует импульсы, которые, поступая на S-вход RS-триггера 27, пере- водят его в состояние, при котором выходное напряжение Б соответствует уровню логической единицы. Сигнал с выхода RS — триггера 27 дополнительно формируется усилителем 28 им401 6 ляющий V-exng ключе вогn клемента 1 1 ° переведет последний в проводящее сос— тояние и напряжение на выходе элемента 11 равно напряжению на Х-входе, Это напряжение поступает с датчика

2 напряжения и пропорционально напряжению аккумуляторной батареи 1.

Напряжение с выхода ключевого элемента 11 поступает в схему изменения и индикации, В зависимости от величины напряжения батареи 1 срабатывают компараторы 12-14, а индикаторы 15-17 указынают на степень заряженности аккумуляторной батареи 1.

В момент времени, когда ныполняе7 ся условие U gy (Ugq наgp срабатывает компаратор 23 и сигнал на D-вход

D-триггера 18 от датчика 5 тока не поступает, а на С-вход поступает сигнал с выхода D-триггера 18 через элемент ИЛИ 19. Напряжение на выходе

0-триггера 18 устанавливается равным уровню логического нуля. Измерение напряжения аккумуляторной батареи 1 прекращается.

Таким образом, при работе нагрузки 10 на естественной характеристике преобразование постоянного напряжения батареи 1 н импульсное не происходит.

Ток, потребляемый от батареи 1, и ток в нагрузке 10 непрерывные, а на— пряжение на выводах нагрузки 10 повторяет форму напряжения батареи 1.

В предложенном техническом решении интервал измерения и индикации определяется путем временной селекции и совпадения начала импульсного пита, ния нагрузки 10 с моментом перехода от непрерывного тока нагрузки 10 к импулвсному, что понышает : нежность устройстна в целом, Формула изобретения е

Устройство для питания нагрузки, содержащее тяговую аккумуляторную батарею, соединенную с выводами для подключения нагрузки через шунтовой датчик тока, и импульсный преобразователь постоянного напряжения с системой управления, включащей импульсный генератор частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное, логическую схему, в cnc— тав которой входят упомянутый шунтовой датчик тока, усилитель постоянного тока, компаратор с нулевым опорным напряжением и ключевой эдемеHT с управляемым и силовым входами, и

5 1492 пульсов упр авле ния и включает тиристор преобразователя 9 (фиг. 2), при этом от аккумуляторной батареи 1 к нагрузке 10, через резистивный шунт

6 протекает ток. Сигнал с выхода датчика тока 5 поступает на D-вход

D-триггера 18. На С-нход D-триггера

18 поступают сигналы от генератора

20 через элемент ИЛИ 19. Однако D- 1p триггер 18 не срабатывает (на его выходе напряжение остается равным уровню логического нуля), так как сигналы, поступающие на С-вход и

D-вход не совпадают во времени. Гене- 15 ратор 20 производит запуск ждущего генератора 21 пилообразного напряжения, на выходе которого формируется опорное напряжение U пилообразной формы. В компараторе 23 опорное на- 2р пряжение пилообразной формы сравнивается с напряжением U<<, формируемым на выходе сумматора 24 путем суммирования сигналов источника 25 на-.. пряжения задания и датчика 26 обрат- 25 ной связи. При выполнении условия

U, U 4 на выходе компаратора 23 формируется напряжение, соответствующее уровню логической единицы, Этот сигнал, поступая на R-вход RS-триггера 27, возвращает его в исходное состояние, т.е. на вьжоде триггера устанавливается напряжение, соответствующее уровню логического нуля, Это приводит к запиранию двухоперационного 35 тиристора преобразователя 9, и ток от аккумуляторной батареи 1 к нагрузке 10 не протекает, ток нагрузки замыкается в контуре холостого хода через обратный диод преобразователя 4О

9. При выполнении условия U > U

2i мякс напряжение, соответствующее уровню логической единицы, на выходе компаратора 23 не формируется, и на выходе RS-триггера 27 остается напряже45 ние, соответствующее уровню логической единицы, что соответствует проводящему состоянию тиристора преобразователя 9 и непрерынному протеканию тока от аккумуляторной батареи 1 к нагрузке 10 (работа двигателя 10 на естественной характеристике).

Сигналы на С- и D-входах D-триггера 18 совпадают в момент времени, когда на выходе генеРатоРа 20 сформи- 55 рован импульс, а напряжение П -, > Uq< ц„с, что приводит к срабатыванию этого триггера, Сигнал с выхода

D-триггера 18, поступающий на управ1492401

Составитель И,Наидина

Техред Jl.Олийнык Корректор О.Кравцова

Редактор С.Патрушева

Заказ 3885/53 Тираж 695 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, уп. Гагарина,101 схему измерения и индикации, причем силовой вход ключевого элемента соединен с клеммами аккумуляторной батареи, о тли ч а юще е с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения точности контроля степени заряженности батареи, в логическую схему введены D — триггер с

С- и D-входами и двухвходовой эле- . мент ИЛИ, выход импульсного генератора частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное через первый вход элемента ИЛИ подключен в С-входу D-триггера, выход компаратора логической схемы подключен к 0-входу D-триггера, а выход

D-триггера подсоединен к второму входу элемента HPИ и управляющему входу ключевого элемента логической схемы.