Устройство для питания нагрузки постоянным током

 

о с Н К sos exa H N$I

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВДЬО ВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 534828 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22} Заявлено18„06.7 5. (21) 2144978/07 (51) М. Кл.е

Н 02 Б 7/34 с присоединением заявки № (23} Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нзооретении и открытии (5З) ДК821 355 1 (088,8) (43) Опубликовано 05„11,76,Бюллетень № 41 (45} Дата опубликования описания 31.08.77

М. А. Вайсберг.. В. Л. Нейе, В, B. Хурсик и Я. А. Яудземс (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к обеспечению питания потребителей постоянного тока на транспортных средствах, Известно устройство дпя питания потребитепей постоянного тока и заряда аккумуля- 5 торных батарей, содержащее питающий трансформатор, выпрямитель, подключенный к потребителям и батареям, сглаживающий дроссель, включенный между выпрямителем и потребителями, и два тиристора, подключен- 10 ные к трансформатору, с управляющим устройством, обйспечивающим регулирование напряжения питания потребителей и напряжение заряда аккумупя- орной батареи с ограничением тока (lj, 15

Известно также устройство для питания нагрузки постоянным током, например на транспортном средстве, содержащее питающий трансформатор, аккумупяторную батарею, выпрямитель, подключенный к нагрузке и к батарее, сглаживающий дроссепь, включенный между выпрямитепем и нагрузкой, два тиристора и систему управления этими тиристорами„обеспечивающую стабилизацию напряжения и ограничение тока $2j, 25

В известных устройствах требования оптимизации зарядного режима противоречат требованиям стабипизации напряжения питания потребителей, что затрудняет их реализацию. Недостаток известных устройств заключается также в том, что отказы тиристоров или их управляющих систем приводят к необходимости перевода аккумуляторной батареи в режим разряда. Г1ри этом работоспособность установки может быть обеспечена пишь кратковременно, С целью повышения стабипьности напряжения питания потребителей, оптимизации режима заряда батарей и повышения надежности система управления тиристорами предлагаемого устройства выполнена в виде двух блоков, а одноименные полюса тиристоров разделены сглаживающим дроссепем и разделительным диодом, причем один из тиристоров подключен к точке соединения выпрямителя и сглаживающего дросселя, а его управляющая цепь подсоединена к одному из бпоков, выполненному с обратной связью по напряжению потребителей; другой тиристор подключен к точке соедине534828 ни одноименного полюса разделительного я другой полупериод - напряжением ц однои секции трансформатора, если тиристор соединена со вторым блоком, выполненным с закрыт, или напряжение U трех секций трансобратной связью по напряжению батареи и oформатора,,если тиристор 6 открыт, коррекцией по температуре батареи или ок- g Изменение угла управления с тиристора ружающей среды. 6 с помощью блока 11 позволяет поддерС целью повышения точности регулирэва- живать постоянным среднее выпрямленное ния, блэки управления ти, б тиристэрами выпэл- напряжение при изменении питающего нанены с коррекциеи пэ на напряжению трансфэр- пряжения с кратностью, определяемой сома тора. 10 отношением U +U / U + О

3 2

Ток заряда батареи в один из полупериС целью более полного использования одэв обусловлен импульсом тока, протекаюмэщнэсти трансформатора и ускорения зарящим через тиристор 7 и вентиль выпрямида на вход блока управления второго тиристеля 2, подключенный к точке соединения тора подключен датчик тока первичной цеl5 второй и третьей секций трансформатора, пи питающего трансформатора. в интервале, когда напряжение 0 двух секНа чертеже приведена схема предлагаеций превышает э д с батареи е б - В друмого устройства. гой полупериод импульс зарядного тока проКо вторичной обмотке питающего транстекает через выпрямитель 2 и тиристор 6, форматора 1 подключен выпрямитель 2, один дроссель 5 и диод 10 в интервале, когда полюс которого связан с точкой соединения р б 4 а напРЯжение на выходе фильтРа 0„пРевышанагрузки 3 и аккумуляторной атареи, а ет э.д.с. батареи 8 другой с дросселем 5, сглаживающим напряБ

Изменение угла управления а тиристожение питания нагрузки.

* а ны K край ра 7 с помощью блока 12 обеспечивает

Аноды тиристоров 6,7 подключены к крайфор стабилизацию среднего конечного напряженим выводам втэричнэй обмотки трансфор8 g ния заряда батареи, а также егэ изменение матора 1 через предохранители,, а их катоды разделены сглаживающим дросселем в функции температуры. и о.< 10 причем ка- При разряженной батарее среднее напря5 и разделительным диодом, причем кажение заряда ниже, чем при заряженной ба» тод тиристора 6 подключен к плюсовому полюсу выпрямителч 2, а катод тиристора тарее,благодаря чему ограничиваются начальные токи зарядов батареи. Когда к уск плюсовому полюсу батареи. тановке подключены нагрузка относительно

На вход блока il, управляющего тиристорэм 6, подаются сигнал обратной связи пэ на- большой суммарной мощности или несколько пряжению питания нагрузки Q и сигнал, прэпэр- Разрнженных аккУмУлЯтор лято ных батарей так

Ф пэрциэнальный напряжению трансфэрматэра е трансфэрматэра что общий ток трансформатора становится больше номинального и сигнал датчика тоНа вход блока 12, управляющего тиристока 13 становится выше установки токоогром 7, подаются сигналы обратной связи по раничения блока 12, тогда уменьшается угол нап яжению батареи0,по току 3, а также управления тиристора 7, снижаются средние сигнал, прэпэрциэнальный напряжению транс- 4О у напряжения и ток заряда аккумуляторных э матэра йт, и сигнал кэррекции пэ темфэр р батарей и таким образом ограничивается пературе батареи или экружающей среды. общий потребляемый ток. йля ограничения тока соответствующий

Так как максимальные токи заряда аквход блока 12 подключен к трансформатору кумуляторных батарей транспортных тока 13, контролирующему ток 3 первич» 4

$ 1 средств, как правило, соизмеримы с номиной обмотки трансформатора нальным — îêoì нагрузки установки, ограДля коррекции по напряжению трансфорничение токов заряда батареи в режимах матора соответству-юшие входы управляпиковой нагрузки потребителей позволяет ющих б IGEQB подключены к плечам выпрямителя 2, напряжение на которых пропорциоорых про„орцио 10 обеспечить зашитУ тРансфоРматоРа и всего нально напряженчю на входе трансформатоансформато» устройства от перегрузки без каких-либо ав« томатических или неавтоматических отклюра, а для коррекции; по температуре соответствующий вход блэка 12 пэдклю чений. В частности,для рассматриваемой чен к датчику 14, контролирующему темпера- схемы это позволяет избежать перегорания туру аккумуляторной атареи или окружающей я еи или окружающей у плавких предохранителей при разряженной батарее. среды, В. -n яжение U на входе К одному устройству можно подключить фильтра в один из полупериодов обусловле- параллельно несколько аккумуляторных бано напряжением 2,полученным oT gB x секций ки тоагсфозматора 1 а в у заряда, равным номинальному току нагруз534828 ки установки или превышающим его. Так как ограничение начальных токов заряда обеспечивается без датчиков тока батареи, аккумуляторные батареи, расположенные на прицепных транспортных единицах, включенных параллепьно, можно зарядить без дополнитепьных межсекционных проводов, Ток устройства можно ограничить,не снижая напряжения питания нагрузки, независимо от состояния аккумупяторных батарей, )О их количества и обшей емкости. В режимах относительно малой нагрузки, когда часть потребителей отключена, резерв мощности устройства может быть использован для ускоренного заряда аккумупяторных батарей, 15

B случае отказа тиристора 6 или его управляющего блока и отключения предохранителя 8 может быть обеспечено питание нагрузки с понижением напряжения от выпрямителя 2, без перевода батареи в режим О разряда, что позволяет поддержать длитепьную работоспособность транспортного средства без дополнительного резервирования.

В случае отказа тиристора 7 или его управляющего бпока и отключения предохранителя

9 сохраняется подзаряд аккумуляторной батареи импульсами тока через диод 10. Хэтя конечное напряжение заряда в этом случае ниже нормального, батарея поддерживается в состоянии„ при котором она способна от30 цать значительную часть емкости.

Аккумуляторная батарея используется для питания нагрузки при отсутствии переменного напряжения. В этом случае нагрузка получает питание через переключающий эпеФ мент 15, шунтируюший диод 10.

Коррекция пэ напряжению питающего трансформатора в блоках 11 и 12 позволяет компенсировать статизм регуляторов напряже40 ния потребителей и батареи и обеспечить высокую точность стабилизации при хороших динамических характеристиках, В переходных режимах аккумуляторная батарея ограничивает коммутационные перенапряжения на нагрузке, так как, когда напряжение становится выше э.д.с. батареи, циод 10 отпирается.

Формула изобретения

1. Устройство для питания нагрузки посто- » янным током, например на транспортном средстве, содержащее питающий трансформатор, аккумуляторную батарею, выпрямитель, подключенный к нагрузке и к батарее, сглаживающий дроссель, включенный межпу выпрямителем и нагрузкой, два тиристора и систему управления этими тиристорами, обеспечиваюшую стабилизацию напряжения и ограничение тока, э т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения стабильнэсти напряжения питания потребителей, оптимизации режима заряда батарей и повышения надежности, система управления тиристорами выполнена в виде двух блоков, а одноименные полюса тиристоров разделены сглаживающим дросселем и разделительным диодом, причем один из тиристоров подключен к точке соединения выпрямителя и сглаживающегодросселя, а его управляющая цепь подсоединена к одному из блоков, выполненному с обратной связью по напряжению потребителей, другой тиристор подключен к точке соединения одноименного полюса разделительного диода и батареи, а его управляющая цель соединена со вторым блоком, выполненным с обратной связью по напряжению батареи и с коррекцией по температуре батареи или окружающей среды.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, блоки управления тиристорами выполнены с коррекцией по напряжению трансформатора.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цепью более полного испопьзования мощности трансформатора и ускорения заряда батареи, на вход блока управления вторым тирнстэрэм подключен датчик тэка первичной цепи питающего трансфэрмат эра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Регулируемый вспомогательный источник питания на тиристорах дпя электропоезII (1 дов переменного тока. 4Ы MaktzifuegEe, 1963, № 3/4, стр. 111.

2, Зарядное устройство на тиристорах для батарей электровоза серии 103. 4о1отпа1 ч1есйпй,1968, т.92, № 3, стр. 54-58.

534828

Составитель И. Найдина

Редактор Б, Федотов Техред М. Левицкая Корректор Н. Ковалева

Заказ 5564/248 Тираж 882 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4