Способ организации стабилизированного питания постоянным током и система для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2488206:

Общество с ограниченной ответственностью "Системы Постоянного Тока" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Ольдам" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к системам оперативного постоянного тока подстанций и электростанций, а именно к способам организации стабилизированного питания постоянным током и системам для его осуществления. Технический результат заключается в увеличении срока службы аккумуляторных батарей, в увеличении надежности, упрощении схемы, снижении себестоимости организации питания постоянным током, что ведет к увеличению кпд. В заявленном решении - способе и системе для организации питания постоянного тока в аварийном режиме используют дополнительную часть АБ, все элементы которой одновременно автоматически подключают к нагрузке, обеспечивая равномерный разряд всех элементов АБ, что продлевает срок службы АБ, и необходимый для нормального функционирования потребителей уровень напряжения на нагрузке. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Техническое решение относится к электротехнике, к системам оперативного постоянного тока подстанций и электростанций, а именно к способам и системам организации стабилизированного питания постоянным током.

Потребителями постоянного тока в аварийных режимах с наибольшими толчковыми токами являются масляные выключатели и электродвигатели маслонасосов. Толчки потребителей сопровождаются снижением напряжения на аккумуляторной батарее.

Диапазон рабочих напряжений масляных выключателей определяется РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования», согласно которым диапазон срабатывания выключателей составляет 187…242 В.

Максимальную толчковую нагрузку маслонасосов следует принимать в переходном режиме как сумму установившихся токов аварийных маслонасосов и пускового тока одного наиболее крупного насоса.

Рабочий диапазон напряжений электродвигателей резервных маслонасосов может быть определен на основании данных заводов-изготовителей.

Для нормального запуска маслонасосов в аварийном режиме на шинах постоянного тока должно быть напряжение (-10%) от номинального напряжения 220 В, т.е. 198 В, т.е. это то напряжение, при котором электродвигатель маслонасоса гарантированно запустится.

Известны технические решения, в которых для организации стабилизированного питания в системах оперативного постоянного тока подстанций и электростанций используют аккумуляторные батареи, зарядно-выпрямительные устройства и транзисторного устройства стабилизации напряжения постоянного тока (далее - УТСП-М) (http://www.convertor-power.ru/4.html) или шкафа стабилизаторов постоянного тока (далее - ЩПТ-С) (http://www.electroconcept.ru/products/shpts) повышающего типа, устанавливаемые в цепь питания аккумуляторной батареи.

УТСП-М, ЩПТ-С представляют собой высокочастотные транзисторные преобразователи постоянного напряжения на выходе выпрямительного устройства в постоянное напряжение нагрузки. Конструктивно УТСП-М, ЩПТ-С представляют собой совокупность коммутационных аппаратов, устройств управления, измерения, защиты и регулирования, полупроводниковых приборов, собранных в металлических шкафах одностороннего обслуживания.

В известных технических решениях в нормальном режиме выпрямительное устройство преобразует переменное напряжение в постоянное и подзаряжает аккумуляторную батарею.

В аварийном режиме в системе питания, когда пропадает сеть переменного тока, или выпрямительное устройство не обеспечивает требуемого уровня выходного напряжения, преобразователи УТСП-М или ЩПТ-С переходят на питание от аккумуляторной батареи (далее АБ). Напряжение на элементах батареи в процессе разряда может уменьшаться до порогового значения напряжения разряда. Устройство УТСП М за счет повышения напряжения поддерживают нормальное напряжение на нагрузке.

В режиме заряда происходит заряд АБ от выпрямительного устройства.

В способе организации стабилизированного питания постоянным током с использованием преобразователей УТСП-М или ЩПТ-С исключают необходимость использования дополнительной части в аккумуляторной батареи, однако при выборе АБ необходимо учитывать потребление УТСП-М или ЩПТ-М от аккумуляторной батареи, что приводит к увеличению емкости АБ.

Недостатками известного технического решения является то, что для осуществления способа используется сложные, дорогостоящие и потенциально ненадежные устройства УТСП-М или ЩПТ-С, ввиду большого количества полупроводниковых элементов в схеме устройств. Кроме того, при использовании стабилизаторов напряжения типа УТСП М или ЩПТ-С при выборе аккумуляторной батареи для системы оперативного постоянного тока подстанций и электростанций необходимо использовать повышающие коэффициенты, что приводит к увеличению емкости аккумуляторной батареи на 25%. Повышение емкости АБ приводит к увеличению себестоимости способа организации стабилизированного питания в системах оперативного постоянного тока подстанций и электростанций.

Известно техническое решение, выбранное в качестве прототипа, в котором для организации стабилизированного питания постоянным током используют основную и дополнительную части АБ, выпрямительное устройство, мотор-генератор, и элементный коммутатор, представляющий собой переключатель, при помощи которого осуществляют подключение отдельных элементов дополнительной части АБ к нагрузке для поддержания напряжения питания нагрузки в рабочих пределах в аварийном режиме. (http://leg.co.ua/knigi/oborudovanie/obsluzhivanie-istochnikov-operativnogo-toka-4.html, http://www.rza.org.ua/eiteh/a-208.htmi)

Элементный коммутатор состоит из изолирующей плиты с расположенными на ней контактными пластинами. Переключения осуществляют щетками, скользящими по пластинам, к которым присоединяют отдельные элементы дополнительной части АБ. Для регулирования напряжения на шинах служит разрядная щетка, которую перемещают вручную или небольшим электродвигателем, управляемым устройством регулирования напряжения или устройством дистанционного управления. Во время заряда АБ используют зарядную щетку.

В известной системе, выбранной в качестве прототипа, в нормальном режиме переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение при помощи выпрямительного устройства. Выпрямительное устройство осуществляет постоянный подзаряд только основной части АБ и обеспечивает питанием всю постоянно включенную нагрузку. Дополнительная часть АБ в нормальном режиме не подзаряжается, и элементы дополнительной части подвергаются саморазряду. Саморазряд дополнительной части АБ приводит к уменьшению срока службы АБ.

В аварийном режиме (при отсутствии переменного напряжения или отказе выпрямительного устройства) пропадает выходное постоянное напряжение выпрямительных устройств и питание нагрузки осуществляют от АБ, которая начинает разряжаться. При помощи элементного коммутатора постепенно подключают отдельные элементы дополнительной части АБ, тем самым поддерживают нормальное напряжение на нагрузке. При таком способе подключения отдельные элементы дополнительной части АБ начинают разряжаться в различные моменты времени (по мере их подключения коммутатором к нагрузке), т.е. разряд происходит неравномерно, в результате чего возможны глубокие разряды отдельных элементов АБ и их сульфатация, что существенно снижает срок службы АБ.

При восстановлении переменного напряжения заряд дополнительной и основной частей АБ осуществляют зарядным мотор-генератором, заряд отдельных элементов дополнительной части АБ происходит так же неравномерно, так как отдельные элементы АБ разрядились неодинаково, в результате чего возможны недозаряды или перезаряды отдельных элементов дополнительной части АБ. Перезаряды так же приводят к снижению срока службы АБ.

Недостатком известных технических решений является то, что дополнительная и основная часть АБ находятся в различных условиях в режиме разряда, заряда и нормальной работы, вследствие чего возможны глубокие разряды и заряды отдельных элементов АБ, что снижает срок службы АБ.

Также недостатками известных технических решений являются:

- невысокая надежность;

- сложность системы;

- сложность в обслуживании из-за наличия подвижных контактов;

- нехватка максимального выходного тока выпрямительного устройства, обеспечивающего подзаряд основной части АБ в нормальном режиме, его величины начинает не хватать из-за увеличения нагрузок нормального режима.

Перед авторами ставилась задача разработать недорогие и простые в эксплуатации способ организации стабилизированного питания постоянным током и систему для его осуществления, увеличивающие срок службы аккумуляторных батарей, обеспечивающие высокую надежность работы систем оперативного постоянного тока.

Поставленная задача решается тем, что в способе организации стабилизированного питания постоянным током, включающем использование хотя бы одного основного выпрямительного устройства, основной части АБ, дополнительной части АБ, первого ключа, соединенного с основным выпрямительным устройством (далее ВУ) и основной частью АБ, осуществление в нормальном режиме подзаряда основной части АБ от основного ВУ через замкнутый первый ключ и подачи постоянного напряжения к нагрузке в режиме нормальной работы, в аварийном режиме подключения дополнительной части АБ, подачи постоянного напряжения к нагрузке от основной части АБ и дополнительной части АБ, дополнительно используют автоматически коммутируемые второй и третий ключи, хотя бы одно дополнительное ВУ, блок управления, полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью, а основное ВУ выполняют дополнительно осуществляющим заряд АБ в режиме заряда, первый ключ выполняют автоматически коммутируемым, при этом блок управления выполняют управляющим последовательностью включения и выключения первого, второго, третьего ключей и соединяют его с последними, второй ключ соединяют с дополнительным ВУ блоком управления и дополнительной частью АБ, третий ключ соединяют с блоком управления, дополнительной частью АБ, полупроводниковым прибором и нагрузкой, полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью соединяют с нагрузкой, основной частью АБ и дополнительной частью АБ, где АБ - аккумуляторная батарея, ВУ - выпрямительное устройство. Кроме того в режиме заряда дополнительно осуществляют заряд дополнительной части АБ дополнительным ВУ и основной части АБ основным ВУ, в нормальном режиме дополнительно осуществляют подзаряд дополнительной части АБ от дополнительного ВУ, а подачу постоянного напряжения к нагрузке осуществляют через полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью. В аварийном режиме подключение дополнительной части АБ осуществляют одновременным присоединением всех ее элементов, подачу постоянного напряжения к нагрузке осуществляют от соединенных между собой основной части АБ и дополнительной части АБ через третий ключ, при этом полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью используют для предотвращения короткого замыкания дополнительной части АБ. При этом качестве первого ключа используют либо автоматический выключатель с мотор-редуктором, либо рубильник с мотор-редуктором, либо контактор, либо полупроводниковый прибор. В качестве второго и третьего ключа используют автоматические выключатели с мотор-редуктором, в качестве блока управления используется логическая схема, устанавливаемая в выпрямительном устройстве, выполненная на реле контроля, в качестве полупроводникового прибора с односторонней проводимостью используют силовой диод.

А система для организации питания постоянным током, включающая хотя бы одно основное ВУ, основную часть АБ, дополнительную часть АБ, первый ключ, соединенный с основным ВУ и основной частью АБ, дополнительно снабжена автоматически коммутируемыми вторым и третьим ключами, хотя бы одним дополнительным ВУ, соединенным через нормально замкнутый второй ключ с дополнительной частью АБ, выполненным осуществляющим заряд дополнительной части АБ в режиме заряда и подзаряд дополнительной части АБ в нормальном режиме, блоком управления, соединенным с первым, вторым, третьим ключами, выполненным управляющим последовательностью включения и выключения последних, полупроводниковым прибором с односторонней проводимостью, соединенным с основной частью АБ, дополнительной частью АБ и нагрузкой. Основное ВУ выполнено дополнительно осуществляющим заряд АБ в режиме заряда и подзаряда основной части АБ в нормальном режиме. Кроме того, второй ключ соединен с дополнительным ВУ, дополнительной частью АБ и блоком управления. Третий ключ соединен с дополнительной частью АБ, блоком управления, полупроводниковым прибором с односторонней проводимостью, нагрузкой. А первый ключ соединен с блоком управления и выполнен автоматически коммутируемым последним. В качестве первого ключа используется либо автоматический выключатель с мотор-редуктором, либо рубильник с мотор-редуктором, либо контактор, либо полупроводниковый прибор В качестве второго и третьего ключа используются автоматические выключатели с мотор-редуктором, в качестве блока управления используется логическая схема, устанавливаемая в выпрямительном устройстве, выполненная на реле контроля, в качестве полупроводникового прибора с односторонней проводимостью используется силовой диод.

Технический эффект заявляемого изобретения заключается в увеличении срока службы аккумуляторной батареи, увеличении надежности, упрощении схемы и снижении себестоимости организации питания постоянным током, что ведет к увеличению эффективности.

На фиг.1 приведена блок-схема, поясняющая осуществление заявляемого способа организации стабилизированного питания постоянным током и работы системы для его осуществления, где 1 - первый ключ; 2 - второй ключ; 3 - третий ключ; 4 - основное ВУ; 5 - дополнительное ВУ; 6 - основная часть АБ; 7 - дополнительная часть АБ; 8 - блок управления; 9 - полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью; 10 - нагрузка.

Заявляемый способ организации стабилизированного питания постоянным током осуществляется следующим образом.

При помощи блока управления контролируют наличие напряжения на выходе основного ВУ 4 и дополнительного ВУ 5. При наличии напряжения при помощи блока управления замыкают первый ключ 1 и второй ключ 2, тем самым присоединяют основную часть АБ 6 и дополнительную часть АБ 7 к основному ВУ 4 и дополнительному ВУ 5 и подзаряжают основную часть АБ 6 и дополнительную часть АБ 7, а ключ 3 размыкают, обеспечивая нагрузку 10 напряжением питания от основного ВУ.

При помощи блока управления 8 обнаруживают момент исчезновения напряжения, затем замыкают третий ключ 3, подключая одновременно все элементы дополнительной части АБ 7 к нагрузке 10, а первый ключ 1 и второй ключ 2 размыкают и начинают разряжать основную часть АБ 6 и дополнительную часть АБ 7, питая нагрузку 10. Разряд продолжают до порогового значения напряжения разряда АБ.

При помощи блока управления 8 обнаруживают момент восстановления напряжения на выходе основного ВУ 4 и дополнительного ВУ 5, размыкают третий ключ 3, отсоединяя дополнительную часть АБ 7 от нагрузки, и только после этого замыкают ключ 1 и ключ 2, начиная заряжать основную часть АБ 6 и дополнительную часть АБ 7.

Система для организации стабилизированного питания постоянным током работает следующим образом.

В нормальном режиме работы присутствует переменное напряжение, питающее основное ВУ 4 и дополнительное 5 ВУ. Основное ВУ 4 и дополнительное ВУ 5 преобразуют переменное напряжение в постоянное напряжение, которым постоянно подзаряжают одновременно основную часть АБ 6 и дополнительную часть АБ 7, при этом обеспечивает нагрузку 10 питанием от основной части ВУ 6 в рабочем диапазоне (третий ключ 3 в разомкнутом состоянии).

Блок управления 8 контролирует наличие выходного напряжения основного ВУ 4 и дополнительного ВУ 5 и подает команду первому ключу 1 и второму ключу 2 на включение, а третьему ключу 3 на выключение.

В нормальном режиме через полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью 9, соединенному с основной частью АБ 6 и дополнительной частью АБ 7, третьим ключом 3 и нагрузкой 10, течет ток нагрузки.

В аварийном режиме (при отсутствии переменного напряжения или отказе ВУ), пропадает выходное постоянное напряжение ВУ. Блок управления 8 обнаруживает момент пропадания напряжения, выдает команду на включение третьего ключа 3, и питание нагрузки осуществляется одновременно от основной части АБ 6 и дополнительной части АБ 7, что позволяет поддерживать нормальное напряжение на нагрузке. При этом происходит одновременный равномерный разряд основной части АБ 6 и дополнительной части АБ 7. Разряд может продолжаться до достижения напряжением основной части АБ 6 и дополнительной части АБ 7 порогового значения разряда.

При аварийном режиме к полупроводниковому прибору с односторонней проводимостью 9 прикладывается обратное напряжение дополнительной части АБ 7, что защищает дополнительную часть АБ 7 от токов короткого замыкания.

При восстановлении переменного напряжения блок управления 8 подает команду на отключение дополнительной части АБ 7 от нагрузки, и только после этого замыкает ключ 1 и ключ 2, таким образом, предотвращают превышение напряжения на нагрузке. Основное ВУ 4 и дополнительное 5 ВУ начинают заряжать основную часть АБ 6 и дополнительную часть АБ 7 в режиме заряда.

Таким образом, в нормальном режиме обеспечивается равномерный подзаряд всех элементов основной часть АБ 6 и дополнительной часть АБ 7, в аварийном режиме происходит равномерный разряд всех элементов основной часть АБ 6 и дополнительной часть АБ 7, в режиме заряда - равномерный ускоренный заряд всех элементов основной часть АБ 6 и дополнительной часть АБ 7, т.е. исключается возможность глубоких зарядов и разрядов, что предотвращает сульфатацию и увеличивает срок службы основной часть АБ 6 и дополнительной часть АБ 7.

При этом во всех режимах осуществляется поддержание напряжения питания на нагрузке в требуемых рабочих диапазонах.

Преимущества заявляемого способа организации стабилизированного питания постоянным током и системы для его осуществления:

- простота и надежность системы ввиду малого количества дополнительных элементов и полной автоматизации способа;

- значительное снижение стоимости в сравнении с УТСП М и ЩПТ-С;

- увеличение срока службы АБ;

- выдержаны требуемые диапазоны напряжения на нагрузке согласно действующим в РФ нормам и правилам.

1. Способ организации стабилизированного питания постоянным током, включающий использование хотя бы одного основного выпрямительного устройства, основной части АБ, дополнительной части АБ, первого ключа, соединенного с основным выпрямительным устройством и основной частью АБ, осуществление в нормальном режиме подзаряда основной части АБ от основного ВУ через замкнутый первый ключ, подачи постоянного напряжения к нагрузке в режиме нормальной работы, в аварийном режиме подключения дополнительной части АБ, подачи постоянного напряжения к нагрузке от основной части АБ и дополнительной части АБ, отличающийся тем, что в нем дополнительно используют автоматически коммутируемые второй и третий ключи, хотя бы одно дополнительное ВУ, блок управления, полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью, а основное ВУ выполняют дополнительно осуществляющим заряд АБ в режиме заряда, первый ключ выполняют автоматически коммутируемым, блок управления выполняют управляющим последовательностью включения и выключения первого, второго, третьего ключей и соединяют его с последними, второй ключ соединяют с дополнительным ВУ блоком управления и дополнительной частью АБ, третий ключ соединяют с блоком управления, дополнительной частью АБ, полупроводниковым прибором и нагрузкой, полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью соединяют с нагрузкой, основной частью АБ и дополнительной частью АБ, кроме того, в режиме заряда дополнительно осуществляют заряд дополнительной части дополнительным ВУ и основной части АБ основным ВУ, в нормальном режиме дополнительно осуществляют подзаряд дополнительной части АБ от дополнительного ВУ, а подачу постоянного напряжения к нагрузке осуществляют через полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью, в аварийном режиме подключение дополнительной части АБ осуществляют одновременным присоединением всех ее элементов, подачу постоянного напряжения к нагрузке осуществляют от соединенных между собой основной части АБ и дополнительной части АБ через третий ключ, при этом полупроводниковый прибор с односторонней проводимостью используют для предотвращения короткого замыкания дополнительной части АБ, где АБ - аккумуляторная батарея, ВУ - выпрямительное устройство.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого ключа используют автоматический выключатель с мотор-редуктором.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого ключа используют рубильник с мотор-редуктором.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого ключа используют контактор.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого ключа используют полупроводниковый прибор.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве второго и третьего ключей используют автоматические выключатели с мотор-редуктором.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве блока управления используется логическая схема, устанавливаемая в выпрямительном устройстве, выполненная на реле контроля.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полупроводникового прибора с односторонней проводимостью используют силовой диод.

9. Система для организации стабилизированного питания постоянным током, включающая хотя бы одно основное ВУ, основную часть АБ, дополнительную часть АБ, первый ключ, соединенный с основным ВУ и основной частью АБ, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена автоматически коммутируемыми вторым и третьим ключами, хотя бы одним дополнительным ВУ, соединенным через нормально замкнутый второй ключ с дополнительной частью АБ, выполненным осуществляющим заряд дополнительной части АБ в режиме заряда и подзаряд дополнительной части АБ в нормальном режиме, блоком управления, соединенным с первым, вторым, третьим ключами, выполненным управляющим последовательностью включения и выключения последних, полупроводниковым прибором с односторонней проводимостью, соединенным с основной частью АБ, дополнительной частью АБ и нагрузкой, основное ВУ выполнено дополнительно осуществляющим заряд АБ в режиме заряда и подзаряда основной части АБ в нормальном режиме, кроме того, второй ключ соединен с дополнительным ВУ, дополнительной частью АБ и блоком управления, третий ключ соединен с дополнительной частью АБ, блоком управления, полупроводниковым прибором с односторонней проводимостью, нагрузкой, а первый ключ соединен с блоком управления и выполнен автоматически коммутируемым последним, где АБ - аккумуляторная батарея, ВУ - выпрямительное устройство.

10. Система по п.9, отличающаяся тем, что в качестве первого ключа используется автоматический выключатель с мотор-редуктором.

11. Система по п.9, отличающаяся тем, что в качестве первого ключа используется рубильник с мотор-редуктором.

12. Система по п.9, отличающаяся тем, что в качестве первого ключа используется контактор.

13. Система по п.9, отличающаяся тем, что в качестве первого ключа используется полупроводниковый прибор.

14. Система по п.9, отличающаяся тем, что в качестве второго и третьего ключей используются автоматические выключатели с мотор-редуктором.

15. Система по п.9, отличающаяся тем, что в качестве блока управления используется логическая схема, устанавливаемая в выпрямительном устройстве, выполненная на реле контроля.

16. Система по п.9, отличающаяся тем, что в качестве полупроводникового прибора с односторонней проводимостью используется силовой диод.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам разряда ЭХИТ. .

Изобретение относится к способу и устройству управления свинцовой батареей. .

Изобретение относится к системе и способу для активации системы транспортного средства. .

Изобретение относится к области электротехники и в частности к системам, использующим полупроводниковые преобразователи напряжения для питания корабельных аккумуляторных батарей большой емкости регулируемым реверсивным постоянным током при проведении формовочных циклов заряда-разряда от высоковольтных сетей переменного тока с частотой 50 Гц и напряжением 6 или 10 кВ.

Изобретение относится к устройствам для обслуживания и поддержания в рабочем состоянии электрических батарей, в частности аккумуляторных батарей, а именно: свинцовых стартерных электролитных аккумуляторных батарей, емкостью до 200 А/час.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для зарядки емкостного накопителя электрической энергии. .

Изобретение относится к способу и устройству для оценки разрядной и зарядной мощности батарейных устройств, включая батареи, используемые в гибридных электрических транспортных средствах (HEV) и электрических транспортных средствах (EV).

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для ускоренного заряда аккумуляторных батарей (АБ) на основе преобразователей с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для заряда и разряда аккумуляторных батарей (АБ) на основе высокочастотных преобразователей с гальванической развязкой.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в народном хозяйстве для питания автономных объектов от батарейной системы, состоящей из последовательного соединения аккумуляторов (элементов)

Изобретение относится к области систем электропитания и касается емкостных накопителей электрической энергии. Устройство содержит двухполярный источник питания постоянного напряжения, входные зажимы катушек индуктивности объединены в общую точку на общем проводе источника питания, диоды запираемых ключей мостового преобразователя соединены в одной линии катодами, а в другой линии анодами и подключены к накопительным конденсаторам с возможностью отключения от коллекторов и эмиттеров запираемых ключей посредством выключателей между указанными линиями подключения цепей коллекторов и эмиттеров транзисторных запираемых ключей, и подключения, соответственно, к положительному и отрицательному зажимам источника питания. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности питания от источников постоянного тока и повышение величины заряда накопительного конденсатора. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Технический результат заключается в ускорении процессов выравнивания заряда в накопителях и повышении их кпд и сложности. Для этого в заявленном устройстве в блоки управления накопителями на нижнем уровне управления батареей помимо имеющегося трансформаторного канала активного селективного выравнивания введен второй дроссельный канал активного соседнего выравнивания, позволяющий осуществлять внутримодульное выравнивание заряда накопителей под управлением блоков нижнего и среднего уровня управления и одновременно проводить межмодульное выравнивание с помощью трансформаторного канала селективного выравнивания и накопительной магистрали под управлением блока управления батареей верхнего уровня управления. 1 ил.

Иерархическая система управления батареей электрических накопителей энергии относится к области электротехники и может быть использована при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Сущность изобретения состоит в том, что каждый из последовательно соединенных электрических накопителей энергии имеет на нижнем уровне управления блок управления единичным накопителем, запитанный от накопителя и связанный на среднем уровне управления через внутримодульный гальванически развязанный последовательный канал связи с соответствующим блоком управления модулем электрических накопителей, запитанный от модуля и подключенный на верхнем уровне управления через межмодульный гальванически развязанный последовательный канал связи с запитанным от батареи блоком управления батареей. Блок управления накопителем состоит из устройства контроля и управления на основе микроконтроллера и устройства выравнивания на основе трансформаторной схемы, выполненного в виде устройства двунаправленной передачи энергии от отдельного накопителя батареи через датчик тока в сквозную для батареи накопительную магистраль постоянного тока и обратно, содержащую параллельно соединенные конденсаторы блоков управления накопителями, подключенные параллельно вторичным обмоткам накопительного трансформатора, выполненного по типу трансформатора обратно-ходового преобразования напряжения, повышающего в сторону накопительной магистрали батареи, с зашунтированными диодами электронными ключами в первичной и вторичной обмотках трансформатора, управляемыми от соответствующих драйверов с помощью микроконтроллера блока управления накопителем. Блок управления модулем накопителей подключен к блоку терморегуляции, а блок управления батареей, выполненный на основе микроконтроллера с повышенными производительностью и объемом памяти, - к датчику тока батареи, коммутатору с предохранителем и бортовому зарядному устройству, а также через гальванически развязанный канал последовательной связи к бортовому зарядному устройству и к внешним системам. Технический результат заявленного изобретения состоит в том, что предложена иерархическая трехуровневая система управления батареей электрических накопителей энергии, в которой нижний уровень управления полностью интегрирован с каждым накопителем и содержит трансформаторную схему выравнивания, позволяющую контролируемо передавать энергию с любого накопителя и обратно в сквозную для батареи накопительную магистраль постоянного тока и тем самым селективно перераспределять энергию между накопителями независимо от их месторасположения под управлением блоков управления всех трех уровней, при этом блок управления модулем накопителей среднего уровня управления дополнительно решает задачу терморегуляции батареи, а блок управления батареей верхнего уровня управления решает задачи накопления статистических данных и выполнения функций электронного архива событий, экспертного анализа для диагностирования элементов батареи, оценки остаточного ресурса и оптимизации заряда от бортового зарядного устройства в зависимости от состояния накопителей и внешних условий, а также обеспечения толерантности к типу электрических накопителей энергии. 1 ил.

Область использования: при разработке высококачественных зарядных устройств и источников питания с гальванической развязкой выходного напряжения. Сущность изобретения: за счет введения в устройство третьего реле 21, сетевого активного фильтра 22 и двух групп вторичных обмоток у трансформаторно-выпрямительного каскада 7 в устройстве обеспечивается технический результат - расширение функциональных свойств благодаря возможности использования его как для заряда тяговой аккумуляторной батареи, так и для питания двенадцативольтового электрооборудования электромобиля (фары, стеклоочиститель и т.п.) и подзарядки автомобильной (12 В) аккумуляторной батареи, а также повышение энергетических показателей за счет потребления электрической энергии из сети с коэффициентом мощности, близким к единице. 1 ил.

Бортовое зарядное устройство для высоковольтной батареи электрических накопителей энергии относится к электротехнике и может быть использовано для подзаряда батарей электрических накопителей энергии различной природы на транспорте и в энергетике. В бортовом зарядном устройстве, запитанном через автоматический выключатель сети переменного тока и содержащем высокочастотный преобразователь напряжения, управляемый от микроконтроллерного блока управления и индикации по сигналам обратной связи с выхода устройства от датчика тока и измерителя напряжения, питание микроконтроллерного блока управления и индикации, а также датчиков устройства осуществляется от отдельного AC-DC преобразователя напряжения с гальванической развязкой, измеритель напряжения на выходе устройства выполнен в виде высокоточного микроконтроллерного датчика напряжения с гальванической развязкой, а в высокочастотный преобразователь напряжения до трансформатора введены датчик тока и датчик напряжения с гальванической развязкой, а также электромагнитный коммутатор, подключенные к микроконтроллерному блоку управления и индикации. Технический результат - повышение точности измерения выходных тока и напряжения, обеспечивающих соблюдение необходимого профиля заряда высоковольтной батареи, и в повышении надежности защиты устройства со стороны питающей сети переменного тока. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности заряда. В состав устройства для заряда накопительного конденсатора, содержащего трехфазный источник питания, три токоограничивающе-дозирующих элемента в виде катушек индуктивности, трехфазный мостовой преобразователь в виде автономного инвертора напряжения, накопительный конденсатор, блок управления, трехфазный датчик сетевого напряжения, датчики тока фаз, датчик напряжения емкостного накопителя, блок задания величины напряжения накопителя, блок задания темпа заряда накопителя, введен контроллер тока заряда накопительного конденсатора, блок фазовой синхронизации, фазовый преобразователь напряжения, фазовый преобразователь тока, блок сравнения, при этом к выходам датчика трехфазного напряжения сети подключены входы фазового преобразователя напряжения, выходы которого подключены к входам блока фазовой синхронизации, выход которого подключен к входу фазового преобразователя тока, выход которого подключен к входу блока сравнения, выход которого подключен к входу блока управления, выход датчика напряжения накопителя и выход блока задания величины напряжения накопителя подключены к входу контроллера, выход которого подключен к входу фазового преобразователя тока, выходы датчиков тока фаз подключены к входам блока сравнения. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках. В первом блоке, устанавливаемом на судне, находится управляемый выпрямитель напряжения. Во втором блоке, выполненном с возможностью погружения под воду, помещены конденсатор, однофазный автономный инвертор напряжения с блоком управления, а также отдельно выполненная первичная обмотка трансформатора, причем первый и второй конструктивные блоки соединяются кабелем. В третьем блоке, устанавливаемом на подводном объекте, расположены отдельно выполненная вторичная обмотка трансформатора, выпрямитель, сглаживающий реактор, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, блок управления зарядным током. В устройство дополнительно введены первый и второй измерительные преобразователи температуры, установленные во второй блок. Входы преобразователей связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора и проводом первичной обмотки трансформатора, а их выходы соединены с входами блока управления автономным инвертором. Кроме этого введены регулятор тока заряда, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления зарядным током, а также второй конденсатор, подключенный к входным зажимам регулятора тока заряда и к выходным клеммам второго выпрямителя. Блок управления зарядным током включен в разрыв проводов, подсоединенных к выходным клеммам второго выпрямителя. Регулятор тока заряда и второй конденсатор установлены в третий конструктивный блок. Такое выполнение устройства позволило получить технический результат - повысить надежность процесса зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта от судовой сети переменного тока. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке высокочастотных источников питания с гальванической развязкой выходного напряжения для транспортных средств с комбинированными энергоустановками. Технический результат заключается в повышении энергетических показателей и расширении функциональных свойств устройства. Для этого заявленное устройство содержит источник питания собственных нужд, подключенный к бортовой двенадцативольтовой аккумуляторной батарее, полумостовой транзисторный преобразователь, токоограничивающий резистор, датчик тока, трансформаторно-выпрямительный каскад, входной фильтр, выходной фильтр, первый и второй усилители мощности для управления транзисторами полумостового транзисторного преобразователя, регулятор напряжения, компаратор, RS-триггер и триггер со счетным входом, первое и второе реле, датчик наличия напряжения на положительной входной клемме полумостового транзисторного преобразователя, первый и второй логические элементы 4ИЛИ-НЕ, в устройство также введены генератор прямоугольных импульсов, а источник питания содержит понижающий ШИМ-регулятор, образованный последовательно соединенными дросселем и полевым транзистором, и третий усилитель мощности, подключенный к затвору полевого транзистора, при этом второй выход регулятора напряжения через индикатор подключен к плюсовой клемме бортовой двенадцативольтовой аккумуляторной батареи. 1 ил.

Изобретение относится к зарядке транспортного средства. Система зарядки транспортного средства содержит зарядное устройство; устройство ввода для указания планируемого времени для окончания зарядки и контроллер управления зарядным устройством. Причем контроллер выполняет первую зарядную операцию управления с использованием целевого значения, которое ниже, чем заданное состояние полного заряда, до тех пор, пока состояние заряда не достигнет упомянутого целевого значения. Также контроллер может останавливать зарядку устройства накопления энергии и повторно запускать зарядку упомянутого устройства. Контроллер изменяет упомянутое целевое значение в соответствии с извлеченным значением упомянутого состояния заряда в момент времени, когда движение упомянутого транспортного средства завершено. Повышается способность приведения в движение транспортного средства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх