Устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта

Авторы патента:

Герасимов Владимир Александрович (RU)

H02J7/10 - с использованием только полупроводниковых приборов

Владельцы патента RU 2543507:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) (RU)

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 области электротехники, в частности к устройствам с использованием полупроводниковых приборов для зарядки от судовой электроэнергетической системы переменного тока электрической аккумуляторной батареи, преимущественно установленной на подводном объекте.

Известны устройства для зарядки аккумуляторной батареи от судовой сети переменного тока. Характерная модификация таких устройств, рассматриваемая в качестве аналога, содержит первый и второй мостовые выпрямители, сглаживающий реактор, конденсатор, однофазный трансформатор повышенной частоты и измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства [Анисимов Я.Ф., Васильев Е.П. Электромагнитная совместимость полупроводниковых преобразователей и судовых электроустановок. - Л.: Судостроение, 1990. - 264 с., аналог, стр.53]. Измерительный преобразователь зарядного тока включен между одним из выходных зажимов второго выпрямителя и одним из выходных зажимов устройства, второй выходной зажим второго выпрямителя через сглаживающий реактор подключен ко второму выходному зажиму устройства. Преобразователь выходного напряжения подключен параллельно обоим выходным зажимам устройства, к которым подключается заряжаемая аккумуляторная батарея. Входы первого мостового выпрямителя соединены с судовой электрической сетью, а к его выходу подключены зажимы конденсатора и входные силовые зажимы однофазного автономного инвертора напряжения повышенной частоты, к выходным зажимам которого подключена первичная обмотка трансформатора повышенной частоты. Вторичная обмотка этого трансформатора подключена к входным зажимам второго мостового выпрямителя. В устройстве выходы измерительных преобразователей зарядного тока и выходного напряжения подключены к управляющим входам блока управления автономным инвертором. Регулирование зарядного тока производится с помощью широтного регулирования прямоугольных импульсов, из которых составлено выходное напряжения инвертора и, следовательно, выходное напряжения второго мостового выпрямителя.

Недостатки этого устройства следующие. Подключение устройства к питающей судовой сети сопровождается броском зарядного тока конденсатора, включенного на выходе первого мостового выпрямителя. Это явление приводит к провалам напряжения в сети, а также перегружает диоды указанного выпрямителя, что может вывести их из строя. Кроме этого, применение такого устройства для зарядки аккумуляторных батарей подводного объекта связано с необходимостью подъема последнего из воды и выполнению определенной последовательности операций для коммутаций цепей заряда.

Известно также устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта от судовой сети переменного тока, наиболее близкое по технической сущности к заявляемому устройству (прототип) [Устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта. Патент РФ 2401496. Авт. Кувшинов Г.Е., Копылов В.В., Наумов Л.А., Филоженко А.Ю., Усольцев В.К. Опубл. 10.10.2010].

Известное устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта от расположенной на судне судовой сети переменного тока состоит из трех конструктивных блоков. В первый конструктивный блок, расположенный на судне, помещен управляемый выпрямитель напряжения, входные клеммы которого соединены с судовой электрической сетью, а выходные - с входными клеммами однофазного автономного инвертора напряжения повышенной частоты, к которым подключен также конденсатор. Управляющий вход инвертора соединен с выходом блока управления инвертором, а выходные зажимы инвертора подключены к зажимам первичной обмотки трансформатора повышенной частоты. Перечисленные узлы, т.е. однофазный автономный инвертор, блок управления инвертором, конденсатор и первичная обмотка трансформатора повышенной частоты размещены во втором конструктивном блоке, который имеет герметичный корпус и может быть опущен на глубину, на которой находится подводный объект, содержащий третий конструктивный блок. В третьем конструктивном блоке находятся вторичная обмотка трансформатора повышенной частоты, второй выпрямитель, сглаживающий реактор, блок управления зарядным током, а также измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения, выходы которых соединены с входами блока управления зарядным током. Выходные зажимы вторичной обмотки трансформатора повышенной частоты подключены к входным зажимам второго выпрямителя. Входные зажимы измерительного преобразователя зарядного тока включены между первым выходным зажимом второго выпрямителя и первым из выходных зажимов устройства. Второй выходной зажим второго выпрямителя подключен ко второму выходному зажиму устройства через сглаживающий реактор. К выходным зажимам устройства подключена аккумуляторная батарея, а также входные клеммы измерительного преобразователя выходного напряжения. При совмещении стыковочных поверхностей первичной и вторичной обмоток трансформатора повышенной частоты происходит передача электрической энергии за счет магнитной связи между этими обмотками. Эффективность передачи энергии будет тем больше, чем меньше расстояние между стыковочными поверхностями и чем точнее совпадают оси обмоток.

Регулирование зарядного тока обеспечивается каналом беспроводной обратной связи. Этот канал образован передатчиком, расположенным в третьем конструктивном блоке, и приемником, который размещен во втором конструктивном блоке. Вход передатчика соединен с выходом блока управления зарядным током, а выход приемника подключен на вход блока управления автономным инвертором. Информация от передатчика к приемнику передается с помощью какого-либо поля - электромагнитного или ультразвукового.

Известное устройство имеет следующие недостатки. Для заряда аккумуляторной батареи подводного объекта, расположенного на глубине, должна выполняться дистанционная стыковка второго и третьего конструктивных блоков, необходимая для осуществления процесса заряда, при этом возможно неточное совмещение стыковочных поверхностей первичной и вторичной обмоток трансформатора повышенной частоты. При поддержании неизменного значения тока зарядки аккумуляторной батареи увеличение расстояния между обмотками трансформатора или смещение осей обмоток друг относительно друга приведет к увеличению намагничивающего тока первичной обмотки и соответственно к увеличению выходного тока автономного инвертора. Это приведет к повышенной токовой нагрузке на силовые ключи инвертора и на провод первичной обмотки трансформатора соответственно к увеличенному нагреву этих элементов, что снизит надежность работы устройства и может вызвать выход его из строя.

Второй недостаток устройства связан с использованием беспроводного канала обратной связи для обеспечения регулирования зарядного тока аккумуляторной батареи. Антенные элементы приемника и передатчика приводятся в согласованное положение с минимальным расстоянием между ними только в процессе зарядки батареи. Остальное время функционирования подводного объекта происходит при разобщении второго и третьего конструктивных блоков. Нахождение их под водой обычно сопровождается осаждением на них морских организмов. При переходе к очередному процессу зарядки батареи инородные вещества, находящиеся на пути передачи информации между передатчиком и приемником, могут нарушить качество связи, что приведет к сбоям в регулировании зарядного тока. Это обстоятельство также снижает надежность работы устройства.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности работы устройства для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта от судовой сети переменного тока.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта, содержащее первый управляемый и второй неуправляемый выпрямители, сглаживающий реактор, конденсатор, однофазный автономный инвертор повышенной частоты с блоком управления этим инвертором, отдельно выполненные первичную и вторичную обмотки трансформатора повышенной частоты, блок управления зарядным током, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, выходы которых подключены на входы блока управления зарядным током, причем первый входной зажим измерительного преобразователя зарядного тока подключен к первому из двух выходных зажимов устройства, к которым подключены заряжаемая аккумуляторная батарея и входные зажимы измерительного преобразователя выходного напряжения устройства, второй выходной зажим устройства подсоединен к клемме сглаживающего реактора, входы первого выпрямителя соединены с судовой электрической сетью, а выходные зажимы этого выпрямителя соединены с зажимами конденсатора и входными силовыми зажимами автономного инвертора напряжения повышенной частоты, к выходным зажимам которого подключена первичная обмотка трансформатора повышенной частоты, а вторичная обмотка этого трансформатора подключена к входным зажимам второго выпрямителя, причем элементы устройства размещены в трех конструктивных блоках, где в первом конструктивном блоке, устанавливаемом на судне, находится управляемый выпрямитель напряжения, во втором конструктивном блоке, выполненным с возможностью погружения под воду, помещены конденсатор, однофазный автономный инвертор напряжения повышенной частоты с блоком управления инвертором и первичная обмотка трансформатора повышенной частоты, в третьем конструктивном блоке, устанавливаемом на подводном объекте, расположены вторичная обмотка трансформатора повышенной частоты, второй выпрямитель, сглаживающий реактор, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, а также блок управления зарядным током, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены регулятор тока заряда, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления зарядным током, второй конденсатор, подключенный к входным зажимам регулятора тока заряда, первый и второй измерительные преобразователи температуры, входы которых связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора и проводом первичной обмотки трансформатора повышенной частоты соответственно, а выходы измерительных преобразователей температуры соединены с входами блока управления автономным инвертором, выход второго выпрямителя соединен с входными зажимами регулятора тока заряда, первый выходной зажим регулятора тока заряда подключен ко второму входному зажиму измерительного преобразователя зарядного тока, а второй выходной зажим регулятора тока заряда подсоединен ко второй клемме сглаживающего реактора, причем первый и второй измерительные преобразователи температуры размещены во втором конструктивном блоке, а регулятор тока заряда и второй конденсатор размещены в третьем конструктивном блоке.

Выполнение функциональной задачи - «повышение надежности устройства для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта от судовой сети переменного тока» обеспечивается следующими отличительными признаками предлагаемого решения.

Первый признак - «…в устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта…введены регулятор тока заряда, второй конденсатор, подключенный к его входным зажимам, …выход второго выпрямителя соединен с входными зажимами регулятора тока заряда, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления зарядным током, первый выходной зажим регулятора тока заряда подключен ко второму входному зажиму измерительного преобразователя зарядного тока, а второй выходной зажим регулятора тока заряда подсоединен ко второй клемме сглаживающего реактора …. в третий конструктивный блок, устанавливаемый на подводном объекте, помещены … регулятор тока заряда и второй конденсатор» - обеспечивает выполнение процесс регулирования зарядного тока с заданным качеством, поскольку обратные связи по току зарядки и по выходному напряжению устройства используются в виде непосредственных электрических связей, воздействующих через блок управления зарядным током на регулятор тока заряда, что исключает нарушения достоверности передачи информации о значениях этих сигналов.

Второй признак - «…в устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта … введены … первый и второй измерительные преобразователи температуры, входы которых связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора и проводом первичной обмотки трансформатора повышенной частоты соответственно, а выходы измерительных преобразователей соединены с входами блока управления автономным инвертором …, причем первый и второй измерительные преобразователи температуры размещены во втором конструктивном блоке, выполненном с возможностью погружения под воду» - обеспечивает ограничение температуры нагрева силовых ключей автономного инвертора и провода, первичной обмотки трансформатора повышенной частоты допустимым значением за счет уменьшения скважности выходных импульсов автономного инвертора и, следовательно, уменьшения тока в его выходной цепи, что приводит к повышению надежности работы устройства.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в следующем. Отличительные признаки предлагаемого решения обеспечивают надежную работу устройства в процессе зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта с ограничением тепловых нагрузок критичных элементов устройства допустимыми значениями. Кроме того, отличительные признаки увеличивают достоверность передачи информации на входы блока управления зарядным током о фактических значениях регулируемых величин, что повышает качество и надежность регулирования.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Следовательно, заявленное изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем и пригодно для использования.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена функциональная схема устройства для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта; на фиг.2 приведены внешние характеристики U_ЗАР (I_ЗАР) канала бесконтактной передачи электроэнергии.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи 1 подводного объекта 2 от расположенной на судне 3 судовой сети 4 переменного тока состоит из первого 5, второго 6 и третьего 7 конструктивных блоков и кабеля 8, соединяющего блоки 5 и 6. Первый конструктивный блок 5 расположен на судне 3. Второй конструктивный блок 6 помещен в герметичный корпус и может быть опущен на глубину, на которой находится подводный объект 2, содержащий третий конструктивный блок 7. В первом конструктивном блоке 5. размещен управляемый выпрямитель 9 напряжения, входные зажимы 10 которого соединены с судовой электрической сетью 4, а выходные зажимы 11 выпрямителя 9 подключены к входным зажимам 12 однофазного автономного инвертора 13 напряжения повышенной частоты. Инвертор 13 вместе с конденсатором 14, подключенным к зажимам 12, размещен во втором конструктивном блоке 6. Выходные зажимы инвертора 13 подключены к зажимам 15 первичной обмотки 16 трансформатора повышенной частоты. Первичная обмотка 16 трансформатора повышенной частоты находится во втором конструктивном блоке 6, а вторичная обмотка 17 трансформатора повышенной частоты - в третьем конструктивном блоке 7. Когда контактирующие поверхности первичной 16 и вторичной 17 обмоток трансформатора повышенной частоты находятся на малом расстоянии друг от друга, а расстояние между осями этих обмоток также достаточно мало, через трансформатор выполняется передача электрической энергии за счет электромагнитной связи между обмотками. При этом эффективность передачи будет тем больше, чем точнее позиционируются обмотки между собой. Выходные зажимы 18 вторичной обмотки 17 через выпрямитель 19 и второй конденсатор 20 подключены к входу регулятора 21 зарядного тока, который вместе со сглаживающим реактором 22, измерительными преобразователями 23 зарядного тока и 24 выходного напряжения устройства и блоком 25 управления зарядным током помещен в третий конструктивный блок 7. Входные зажимы измерительного преобразователя 23 зарядного тока включены между первым выходным зажимом 26 регулятора 21 зарядного тока и первым 27 из выходных зажимов устройства. Второй выходной зажим 28 регулятора 21 зарядного тока подключен ко второму выходному зажиму 29 устройства через сглаживающий реактор 22. Между выходными зажимами 27 и 29 устройства подключена аккумуляторная батарея 1, расположенная на подводном объекте 2. Выходы измерительных преобразователей 23 зарядного тока и 24 выходного напряжения устройства подключены к входам блока 25 управления зарядным током, выход которого соединен с управляющим входом регулятора 21 зарядного тока. Входы первого 30 и второго 31 измерительных преобразователей температуры связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора 13 и первичной обмотки 16 трансформатора повышенной частоты соответственно, а их выходы подключены на первый и второй входы блока 32 управления автономным инвертором. Выход блока 32 соединен с управляющим входом автономного инвертора 13.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта работает следующим образом.

Перед началом процесса зарядки контактирующие поверхности первичной 16 и вторичной 17 обмоток трансформатора повышенной частоты должны быть приведены в соприкосновение по возможности с минимальным зазором и минимальным смещением осей обмоток друг относительно друга. При подключении управляемого выпрямителя 9 к судовой сети 4 переменного тока, например, с помощью находящегося в распределительном щите этой сети автоматического выключателя максимальная скорость изменения среднего значения выпрямленного напряжения на выходе управляемого выпрямителя 9 ограничена, заданное ограничение указанной скорости обеспечивается алгоритмом работы входящего в его состав устройства управления. Заряд конденсатора 14 при этом выполняется с ограничением зарядного тока на допустимом уровне. Напряжение на конденсаторе 14 является напряжением питания автономного инвертора 13. Автономный инвертор 13 работает в автогенераторном режиме, параметры которого определяются блоком управления 32. Переменное напряжение с выхода автономного инвертора 13 через зажимы 15 поступает на первичную обмотку 16 трансформатора повышенной частоты, что приводит к возникновению процесса передачи электрической энергии в третий конструктивный блок 7. Скважность импульсов управления автономным инвертором 13 с выхода блока 32 близка к единице (из полного интервала управления 180 электрических градусов исключается некоторая малая величина «мертвого времени»), при этом эффективность передачи энергии равна максимально возможной для конкретного взаимного расположения первичной и вторичной обмоток трансформатора повышенной частоты. Напряжение вторичной обмотки 17 трансформатора повышенной частоты через зажимы 18 и далее через выпрямитель 19 и второй конденсатор 20 поступает на вход регулятора 21 зарядного тока. Выбранное соотношение между витками первичной 16 и вторичной 17 обмоток должно обеспечивать определенную амплитуду напряжения на вторичной обмотке 17 и соответственно практически такую же величину максимального напряжения на выходе регулятора 21 зарядного тока, которое необходимо иметь для полного заряда аккумуляторной батареи 1.

Регулятор 21 зарядного тока выполняет необходимое регулирование за счет широтно-импульсной модуляции напряжения на своем выходе (зажимы 26, 28) с использованием сигналов обратных связей по току заряда аккумуляторной батареи (сигнал с выхода измерительного преобразователя 23) и по выходному напряжению устройства (сигнал с выхода измерительного преобразователя 24). Реактор 22 сглаживает пульсации тока заряда аккумуляторной батареи до допустимого уровня.

Алгоритм работы блока 25 управления зарядным током обеспечивает заряд аккумуляторной батареи 1 в соответствии с требованиями, предъявляемыми к этому процессу применительно к конкретному типу батареи. Например, для заряда литий-ионных аккумуляторных батарей заряд должен выполняться в два этапа. Первый этап - поддержание постоянства зарядного тока. Когда напряжение батареи, увеличивающееся по мере заряда, достигает заданного номинального значения, процесс заряда переходит на второй этап. На этом этапе регулятор 21 тока заряда поддерживает неизменным заданное номинальное значение напряжения аккумуляторной батареи при уменьшающемся зарядном токе с последующим отключением процесса заряда при падении тока заряда до определенного минимального значения (например, 15% от номинального тока).

Указанный процесс обеспечивается работой взаимосвязанных компонентов третьего конструктивного блока 7, представляющих собой локальную замкнутую систему автоматического регулирования с обратными связями по току заряда и по выходному напряжению устройства.

Выходной ток автономного инвертора 13 и, следовательно, ток первичной обмотки 16 трансформатора повышенной частоты можно представить геометрической суммой двух составляющих - реактивной и активной. Активная составляющая тока определяется активными потерями в трансформаторе и током нагрузки вторичной обмотки 17, который является также активным. Реактивная составляющая выходного тока инвертора представляет собой ток намагничивания трансформатора и определяется коэффициентом магнитной связи между обмотками 16 и 17, который, в свою очередь, определяет эффективность передачи энергии через трансформатор. При прочих равных условиях, ток намагничивания будет тем больше, чем меньше коэффициент магнитной связи. Уменьшение последнего будет происходить при неточном совмещении контактирующих поверхностей первичной 16 и вторичной 17 обмоток трансформатора. Сопутствующее этому фактору увеличение тока намагничивания трансформатора приведет к повышенному нагреву силовых элементов автономного инвертора 13, что снижает его надежность. Увеличение температуры провода первичной обмотки 16 может также вызвать нарушение изоляции и выход трансформатора из строя. Кроме этого, повышению тепловых нагрузок на инвертор и на трансформатор может также способствовать ухудшение условий их охлаждения, например повышение температуры забортной воды в месте расположения второго конструктивного блока 6, в состав которого входят эти устройства. Измерение температуры силовых коммутирующих элементов инвертора 13 и провода обмотки 16 выполняют измерительные преобразователи температуры 30 и 31, входы которых связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора 13 и первичной обмотки 16 трансформатора повышенной частоты соответственно, а их выходы подключены на первый и второй входы блока 32 управления автономным инвертором. Алгоритм работы блока 32 обеспечивает изменение скважности γ импульсов управления автономным инвертором 13 таким образом, чтобы уменьшить ток инвертора и ограничить нагрев указанных тепловыделяющих элементов на допустимом уровне. При этом под скважностью γ здесь понимается отношение длительности импульса к периоду повторения. Поскольку при таком регулировании амплитуда импульсов на выходе вторичной обмотки 17 остается постоянной, а изменяется только их длительность, то при холостом ходе (при нулевом зарядном токе I_ЗАР) выпрямленное выпрямителем 19 и сглаженное вторым конденсатором 20 среднее значение напряжения U_ЗАР будет практически также неизменным. Иначе внешние характеристики U_ЗАР(I_ЗАР) канала бесконтактной передачи электроэнергии будут иметь вид, как показано на фиг.2, где кривая 1 соответствует максимальной скважности γ₁ импульсов на выходе регулятора 21, а кривая 2 - уменьшенной скважности γ₂<γ₁. Среднее значение напряжения U_ЗАР является входным для коммутирующего элемента регулятора 21, выполняющего функцию импульсного регулирования тока заряда аккумуляторной батареи. Увеличение наклона внешних характеристик (фиг.2, кривая 2) при уменьшении скважности импульсов на выходе регулятора 21 может привести к уменьшению зарядного тока по отношению к номинальному значению I_3AP.1=I_НОМ, что увеличит время заряда. Но поскольку запас ΔU=U_ЗАР.0-U_НОМ входного напряжения U_ЗАР регулятора 21 по отношению к номинальному U_НОМ напряжению аккумуляторной батареи сохраняется, то и сохраняется возможность полного ее заряда при ограничении тепловых нагрузок на силовые элементы допустимым уровнем.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта, содержащее первый управляемый и второй неуправляемый выпрямители, сглаживающий реактор, конденсатор, однофазный автономный инвертор повышенной частоты с блоком управления этим инвертором, отдельно выполненные первичную и вторичную обмотки трансформатора повышенной частоты, блок управления зарядным током, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, выходы которых подключены на входы блока управления зарядным током, причем первый входной зажим измерительного преобразователя зарядного тока подключен к первому из двух выходных зажимов устройства, к которым подключены заряжаемая аккумуляторная батарея и входные зажимы измерительного преобразователя выходного напряжения устройства, второй выходной зажим устройства подсоединен к клемме сглаживающего реактора, входы первого выпрямителя соединены с судовой электрической сетью, а выходные зажимы этого выпрямителя соединены с зажимами конденсатора и входными силовыми зажимами автономного инвертора напряжения повышенной частоты, к выходным зажимам которого подключена первичная обмотка трансформатора повышенной частоты, а вторичная обмотка этого трансформатора подключена к входным зажимам второго выпрямителя, причем элементы устройства размещены в трех конструктивных блоках, где в первом конструктивном блоке, устанавливаемом на судне, находится управляемый выпрямитель напряжения, во втором конструктивном блоке, выполненном с возможностью погружения под воду, помещены конденсатор, однофазный автономный инвертор напряжения повышенной частоты с блоком управления инвертором и первичная обмотка трансформатора повышенной частоты, в третьем конструктивном блоке, устанавливаемом на подводном объекте, расположены вторичная обмотка трансформатора повышенной частоты, второй выпрямитель, сглаживающий реактор, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, а также блок управления зарядным током, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены регулятор тока заряда, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления зарядным током, второй конденсатор, подключенный к входным зажимам регулятора тока заряда, первый и второй измерительные преобразователи температуры, входы которых связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора и проводом первичной обмотки трансформатора повышенной частоты соответственно, а выходы измерительных преобразователей температуры соединены с входами блока управления автономным инвертором, выход второго выпрямителя соединен с входными зажимами регулятора тока заряда, первый выходной зажим регулятора тока заряда подключен ко второму входному зажиму измерительного преобразователя зарядного тока, а второй выходной зажим регулятора тока заряда подсоединен ко второй клемме сглаживающего реактора, причем первый и второй измерительные преобразователи температуры размещены во втором конструктивном блоке, а регулятор тока заряда и второй конденсатор размещены в третьем конструктивном блоке.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности заряда.

Бортовое зарядное устройство для высоковольтной батареи электрических накопителей энергии // 2532251

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.

Бортовое зарядное устройство // 2518914

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.

Иерархическая система управления батареей электрических накопителей энергии // 2518453

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.

Иерархическая трехуровневая система управления высоковольтной батареей электрических накопителей энергии // 2510658

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании высоковольтных батарей электрических накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики.

Устройство заряда накопительного конденсатора // 2503113

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.

Батарейная система // 2490769

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

Способ организации стабилизированного питания постоянным током и система для его осуществления // 2488206

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.

Способ разряда электрохимического источника тока // 2477510

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

Способ управления свинцово-кислотной батареей и система источника питания // 2463694

Изобретение относится к способу и устройству управления свинцовой батареей. .

Блок питания бортсети автомобиля // 2551661

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.

Система зарядки транспортного средства и способ зарядки транспортного средства // 2561162

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.

Блок аккумуляторной батареи // 2563965

Изобретение относится к блоку аккумуляторной батареи для присоединения к электрическому инструменту. Техническим результатом является предоставление пользователю функции определения и отображения отклонения от нормы аккумуляторной батареи. Предложен блок аккумуляторной батареи, содержащий элемент отображения, устройство детектирования оставшейся емкости, устройство управления отображением оставшейся емкостью, устройство детектирования отклонения от нормы и устройство управления отображением отклонения от нормы. Устройство детектирования оставшейся емкости детектирует оставшуюся емкость аккумуляторной батареи. Устройство управления отображением оставшейся емкости отображает оставшуюся емкость, детектированную устройством детектирования оставшейся емкости, управляя состоянием свечения элемента отображения. Устройство детектирования отклонения от нормы детектирует отклонение от нормы аккумуляторной батареи. Устройство управления отображением отклонения от нормы отображает отклонение от нормы аккумуляторной батареи, детектированное устройством детектирования отклонения от нормы, управляя состоянием свечения элемента отображения в состояние отображения отклонения от нормы, которое отлично от состояния отображения оставшейся емкости, управляемого устройством управления отображением оставшейся емкости. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Бортовое зарядное устройство // 2575669

Изобретение относится к схемам зарядки батарей электрических транспортных средств. Бортовое зарядное устройство содержит силовой преобразователь напряжения, два последовательно соединенных конденсатора, первичный выпрямитель с входным фильтром и высокочастотный трансформатор. Первичный выпрямитель плюсовой выходной клеммой подключен к первому выводу дросселя, а входными клеммами - к сетевому шнуру. Преобразователь состоит из трех фазных коммутаторов, причем второй выход преобразователя подключен ко второй клемме электромашины через нормально замкнутый контакт контактора и к первому выводу первичной обмотки высокочастотного трансформатора через нормально разомкнутый контакт контактора. Второй вывод первичной обмотки трансформатора подключен к общей точке конденсаторов. Вывод дросселя через нормально разомкнутый контакт подключен к третьему выходу преобразователя, который через нормально замкнутый контакт подключен к третьей клемме электромашины. Технический результат изобретения заключается в повышении тока заряда тяговой аккумуляторной батареи. 1 ил.

Аккумулятор переменной конфигурации и способ изменения его конфигурации // 2587988

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводных системах электрических транспортных средств. Техническим результатом является возможность осуществления в сочетании с электромотором выборочного управления скоростью и восстановления заряда аккумулятора в соответствии с выходными параметрами мотора. Аккумулятор переменной конфигурации содержит по меньшей мере один блок соединенных последовательно аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет положительный и отрицательный полюсы. Полюсы соединены посредством переключателей с соответствующими выходными соединениями. Включение набора переключателей с процессорным управлением изменяет конфигурацию по меньшей мере нескольких аккумуляторных элементов на конфигурацию, в которой напряжение подают на выходные соединения. Выходное напряжение аккумулятора может изменяться от 0 В до максимального напряжения, производимого последовательно соединенными аккумуляторными элементами. Альтернативная конфигурация переключателей разделяет группы последовательно соединенных аккумуляторных элементов на отдельные аккумуляторные блоки, которые позволяют создавать другие конфигурации аккумуляторных элементов. Управление рабочим циклом переключателей позволяет реализовать промежуточное управление выходным напряжением при уменьшенных переходных процессах при переключении. 2 н. и 33 з.п. ф-лы, 26 ил.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта // 2603852

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках. В первом блоке, устанавливаемом на судне, находится выпрямитель напряжения. Во втором блоке, выполненном с возможностью погружения под воду, размещены конденсатор, однофазный автономный инвертор напряжения с блоком управления, а также отдельно выполненная первичная обмотка трансформатора и два измерительных преобразователя температуры. В третьем блоке, устанавливаемом на подводном объекте, расположены отдельно выполненная вторичная обмотка трансформатора, выпрямитель, конденсатор, сглаживающий реактор, регулятор зарядного тока с блоком управления, а также измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства. В устройство дополнительно введены преобразователь напряжения с блоком управления, блок задержки и второй измерительный преобразователь тока, при этом выход первого выпрямителя соединен с входом преобразователя напряжения, выход которого соединен с входом автономного инвертора через второй измерительный преобразователь тока, а измерительные преобразователи температуры воздействуют на преобразователь напряжения через его блок управления, причем преобразователь напряжения с его блоком управления, блок задержки и второй измерительный преобразователь тока размещены во втором конструктивном блоке. Такое выполнение устройства позволило повысить надежность процесса зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта от судовой сети переменного тока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для ограничения зарядного тока конденсатора нагрузки при подключении к сети переменного тока // 2610924

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности устройства ограничения. Устройство содержит первый выпрямитель, второй выпрямитель, при этом шины питающего переменного напряжения подключены на вход первого выпрямителя и на вход второго выпрямителя, а первый выход второго выпрямителя соединен с первой клеммой для подключения конденсатора нагрузки. В устройство дополнительно введены ключ, сглаживающий реактор, обратный диод, пороговый элемент, источник опорного напряжения, компаратор и логический блок. При этом второй выход второго выпрямителя соединен с первым выводом ключа, второй вывод ключа через сглаживающий реактор соединен со второй клеммой для подключения конденсатора нагрузки, обратный диод катодом подключен ко второму выводу ключа, а его анод соединен с первым выходом второго выпрямителя, первый вход логического блока соединен с выходом первого выпрямителя, а его второй вход связан с выходом компаратора, первый и второй входы компаратора соединены с выходами порогового элемента и источника опорного напряжения соответственно, при этом вход порогового элемента подключен к первому выводу ключа, выход логического блока соединен с управляющим входом ключа, а второй выпрямитель выполнен неуправляемым. 2 ил.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи автономного необитаемого подводного объекта // 2611068

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение надежности процесса зарядки аккумуляторной батареи и эффективности использования автономного необитаемого подводного аппарата Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках. Первичный преобразователь энергии помещен в первый конструктивный блок и связан с береговым источником электроэнергии кабельной линией или содержит автономный источник электроэнергии в виде, например, радиоизотопного термоэлектрического генератора, причем первый и второй конструктивные блоки размещены на стационарном объекте, установленном под водой на грунте. Во второй конструктивный блок помещены конденсатор, однофазный автономный инвертор напряжения с блоком управления, первый и второй измерительные преобразователи температуры, отдельно выполненная первичная обмотка трансформатора. В третьем блоке, устанавливаемом на автономном необитаемом подводном аппарате, расположены отдельно выполненная вторичная обмотка трансформатора, выпрямитель, второй конденсатор, сглаживающий реактор, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, регулятор тока заряда с блоком управления зарядным током. В устройство дополнительно введены второй регулятор тока заряда со вторым блоком управления зарядным током, вторые измерительные преобразователи тока и напряжения, второй сглаживающий реактор, коммутатор и вторая аккумуляторная батарея, которые также установлены во второй конструктивный блок, кроме этого в устройство дополнительно введен первичный преобразователь энергии, выход которого соединен с входом второго регулятора тока заряда. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Автоматизированное устройство для ускоренного заряда аккумуляторных батарей асимметричным током // 2613684

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение стабилизации зарядно-разрядного тока. Автоматизированное устройство для ускоренного заряда аккумуляторных батарей асимметричным током содержит силовую часть, включающую первый блок фильтров, блок регулируемого источника заряд-разрядного тока, второй блок фильтров, блок усилителей, блок подключения аккумуляторных батарей, и систему управления, включающую блок управления, соединенный с блоком индикации, блоком звуковой сигнализации, блоком широтно-импульсной модуляции (ШИМ), блоком задания алгоритма заряда и блоком аналого-цифрового преобразования (АЦП), блок датчика тока, блок датчика напряжения. В силовую часть введены блок нагрузки, соединенный с первым блоком фильтров и блоком регулируемого источника заряд-разрядного тока, вывод для подключения батареи фотоэлектрической, диод, соединенный с первым блоком фильтров, а в систему управления введены блок датчика напряжения, соединенный с блоком АЦП, блок сопряжения по интерфейсу SMbus, соединенный с блоком управления и модулем контроля и управления (МКУ), встроенный в аккумуляторную батарею, блок усилителей, соединенный с блоком АЦП и блоком датчика тока, блок сопряжения по интерфейсу I2C, соединенный с блоком управления, блок ввода-вывода, соединенный с персональным компьютером.

Устройство источника питания // 2617831

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в адаптерах мощности для подачи мощности на переносное устройство. Техническим результатом является обеспечение мощности подачи на различные переносные устройства. Устройство источника питания, представляющего собой адаптер, содержит входную цепь (21) для приема входной мощности электросети, устройство (25) переключателя мощности, силовую катушку индуктивности (24) и выходную цепь (22), соединенную с силовой катушкой индуктивности для обеспечения мощности подачи на переносное устройство, и контроллер (26) для управления устройством переключателя мощности согласно требованию по мощности подачи для переносного устройства. Адаптер имеет измерительную катушку (27) индуктивности, магнитно связанную с силовой катушкой индуктивности, а контроллер содержит вход (28) измерения для обнаружения сигнала измерения, указывающего на магнитное состояние силовой катушки индуктивности. Контроллер обнаруживает требование мощности подачи на основе магнитного состояния в ответ на упомянутое управление устройством переключателя мощности. Переносные устройства можно успешно снабжать подходящим электропитанием. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.