АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МОБИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ТОПОПРИВЯЗКИ Российский патент 2011 года по МПК H02J3/04 H02J9/06 

Изобретение относится к системам автономного электроснабжения военной и специальной техники и может быть использовано в наземных подвижных комплексах вооружений, в частности в мобильных комплексах топопривязки, на базе шасси специальных транспортных средств.

Известна автономная система электроснабжения передвижных объектов (см. патент RU №2125331 С1, H02J 3/04, 9/06, опубл. 20.01.1999 г.), принятая за прототип. Автономная система электроснабжения содержит основной и резервный источники электроэнергии, выносные распределительные устройства, основные и резервные кабельные линии, устройство централизованного автоматизированного управления в составе вычислительного комплекса и блока обмена информацией, обеспечивающее выбор необходимого режима работы и бесперебойность электропитания потребителей, передвижные объекты, каждый из которых содержит основной, резервный и транзитные силовые вводы, транзитные кабельные линии, четыре коммутационных аппарата во входных цепях, переключатель с двумя коммутационными аппаратами и блоком управления, два автомата защиты силовых цепей, два коммутационных аппарата для подключения основных и вспомогательных потребителей и блок управления ими, блок контроля входного напряжения, по результатам контроля которого осуществляется переключение потребителей с основной сети на резервную и обратно, электроустановку отбора мощности, блок коммутации каналов, обеспечивающий переключение выхода электроустановки для питания потребителей своего передвижного объекта и внешних потребителей, блок приема и передачи команд управления, осуществляющий дистанционное включение (выключение) электроустановки отбора мощности и соответствующие изменения схемных соединений всех элементов системы между собой, линии связи, посредством которых соединяются между собой устройство централизованного автоматизированного управления, передвижные объекты, основной и резервный источники электроэнергии.

Недостатками прототипа являются:

- высокая сложность автономной системы, рассчитанная исходя из наличия нескольких передвижных объектов, работающих в параллельном режиме;

- сложность при обслуживании и эксплуатации, приводящая к необходимости привлечения высококвалифицированного персонала;

- высокая вероятность нарушения бесперебойности электропитания из-за вышеуказанных факторов;

- высокая себестоимость изготовления и монтажа системы при размещении всех потребителей электропитания на одном передвижном объекте;

- отсутствие наглядных средств контроля и индикации параметров системы, что требует присутствия высококвалифицированного персонала.

Предлагаемым изобретением решается задача по повышению боевой эффективности наземных подвижных комплексов вооружений, имеющих в своем составе несколько потребителей электроэнергии различного функционального назначения и размещенных на базе шасси специального транспортного средства.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании надежной и простой в эксплуатации автономной системы электроснабжения мобильного комплекса топопривязки на базе шасси специального транспортного средства за счет оптимизации схемных решений, направленных на безотказное электроснабжение размещенной на комплексе аппаратуры различного функционального назначения.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой автономной системе электроснабжения мобильного комплекса топопривязки, содержащей передвижной объект, основной и резервный источники электроэнергии, распределительные устройства, линии связи, коммутационные аппараты, автоматы защиты силовых цепей, основные и вспомогательные потребители электроэнергии, блок контроля напряжения, электроустановку отбора мощности (генератор), новым является то, что основной и резервный источники электроэнергии, основные и вспомогательные потребители электроэнергии размещены на одном передвижном объекте в виде автошасси специального транспортного средства, автономная система через силовые вводы связана со штатной электрической сетью автошасси и имеет возможность подключения к внешнему источнику электроснабжения, в качестве резервного источника электроэнергии используется стационарно размещенная на автошасси дополнительная аккумуляторная батарея (блок аккумуляторных батарей), в линии связи силового ввода внешнего источника электроснабжения установлены коммутационные аппараты, размыкающие контакты которых установлены в линиях связи генератора и дополнительной аккумуляторной батареи, блок контроля напряжения выполнен в виде световых индикаторов источников электропитания и световых индикаторов, расположенных перед распределительными устройствами, предназначенными для подключения нагрузки, и прибора контроля напряжения, автоматы защиты силовых цепей установлены в линиях связи непосредственно перед каждым распределительным устройством, связанным с потребителями электроэнергии различного функционального назначения, автономная система оснащена блокирующими устройствами для развязки ее линий связи и линий связи штатной электрической сети автошасси, автономная система оснащена анализатором разряда резервного источника питания.

Размещение основного и резервного источников электроэнергии, основных и вспомогательных потребителей на одном передвижном объекте в виде автошасси специального транспортного средства позволяет:

- во-первых, создать мощный комплекс вооружений, обладающий высоким энергетическим и информационно-аналитическим потенциалом, надежную работу которого обеспечивает собственная автономная система электроснабжения;

- во-вторых, отказаться от использования дополнительных (прицепных, самодвижущихся или иных сопутствующих) пунктов электроснабжения передвижных объектов;

- в-третьих, создать необходимый уровень электрической мощности, позволяющий выполнить подключение достаточного количества потребителей с высоким потенциалом энергопотребления, размещенных на базе специального транспортного средства.

Осуществление связи автономной системы через силовые вводы со штатной электрической сетью автошасси и внешним источником электроснабжения позволяет:

- во-первых, расширить функциональные возможности по выработке и перераспределению электрической энергии;

- во-вторых, повысить функциональную живучесть комплекса в случае аварийного (или в боевых условиях) выхода из строя основного и резервного источников электропитания за счет подключения основных потребителей электроэнергии, предназначенных для обеспечения жизнедеятельности (освещение, вентиляция, прибор оптический ориентирующий и механизм подъема антенны аппаратуры радиосвязи), к аккумуляторной батарее автошасси;

- в-третьих, создать единый энергетический комплекс, включающий в себя штатные средства электрооборудования автошасси.

Использование в качестве резервного источника электроэнергии стационарно размещенной на автошасси дополнительной аккумуляторной батареи (блока аккумуляторных батарей) позволяет:

- во-первых, разместить как основной, так и резервный источники электроэнергии в пределах автошасси специального транспортного средства;

- во-вторых, обеспечить необходимую энергоемкость резервного источника при достаточной его компактности в условиях ограниченного пространства кузова - фургона автошасси.

Установка в линии связи силового ввода внешнего источника электроснабжения коммутационных аппаратов, размыкающие контакты которых установлены в линиях связи генератора и дополнительной аккумуляторной батареи, позволяет при подключении внешнего источника электроэнергии отключить их, что приводит к экономии топливного и эксплуатационного ресурса единого энергетического комплекса.

Выполнение блока контроля напряжения в виде световых индикаторов источников электропитания и световых индикаторов, расположенных перед распределительными устройствами для подключения нагрузки, и прибора контроля напряжения позволяет:

- во-первых, обеспечить наглядное получение информации о наличии напряжения как в силовых цепях, так и непосредственно на распределительных устройствах потребителей электрической энергии;

- во-вторых, обеспечить надежность контроля напряжения без значительного усложнения всей системы в целом;

- в-третьих, обеспечить эксплуатацию электрооборудования без привлечения высококвалифицированного персонала.

Установка автоматов защиты силовых цепей в линиях связи непосредственно перед каждым распределительным устройством, связанным с потребителями электроэнергии различного функционального назначения, позволяет:

- во-первых, обеспечить токовую защиту силовых цепей от перегрузки и короткого замыкания всех потребителей электроэнергии;

- во-вторых, исключить влияние аварийной ситуации, возникшей в одном из потребителей, на всю систему в целом.

Оснащение автономной системы блокирующими устройствами для развязки ее линий связи и линий связи электрической сети автошасси также позволяет повысить надежность автономной системы и служит ее элементом защиты.

Оснащение автономной системы анализатором разряда резервного источника питания позволяет:

- во-первых, своевременно проводить подзарядку резервного источника питания;

- во-вторых, не допускать разряда аккумуляторной батареи ниже положенного уровня, что приводит к сокращению срока ее эксплуатации и возможному выходу из строя одного (нескольких) потребителей электроэнергии;

- в-третьих, вовремя соблюдать регламентные работы по обслуживанию аккумуляторной батареи.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана структурная схема автономной системы электроснабжения мобильного комплекса топопривязки.

Автономная система электроснабжения мобильного комплекса топопривязки размещена на передвижном объекте 1 - автошасси специального транспортного средства - и содержит основной (генератор) 2 и резервный (аккумуляторная батарея) 3 источники электроэнергии, распределительные устройства для подключения: освещения, вентилятора, оптической аппаратуры и механизма подъема антенны аппаратуры радиосвязи 4, кондиционера 5, приемо-передающих средств радиосвязи 6, датчиков 7, инерциальной навигационной системы 8, спутниковой навигационной системы 9, выносные распределительные устройства 10 и 11 для подключения выносных приборов, линии связи 12, переключатели 13, 14 и 15, коммутационный аппарат 16 с замыкающим контактом 17, коммутационный аппарат 18 с замыкающим контактом 19, коммутационный аппарат 20 с замыкающим контактом 21, коммутационный аппарат 22 с размыкающими контактами 23 и 24, коммутационный аппарат 25 с размыкающим контактом 26, автоматы защиты силовых цепей 27…34, световые индикаторы 35…38 источников электропитания, световые индикаторы 39…45 распределительных устройств для подключения нагрузки, прибор контроля напряжения 46, силовой ввод 47 для подключения внешнего источника электроэнергии, силовой ввод 48 для подключения к электрической сети автошасси, блокирующие устройства 49 и 50, анализатор разряда резервного источника (аккумуляторной батареи) 51.

Автономная система электроснабжения мобильного комплекса топопривязки работает следующим образом. Основным источником электрической энергии комплекса является генератор 2 с приводом от двигателя автошасси 1. Генератор 2 работает совместно с аккумуляторной батареей 3, одновременно подзаряжая ее. Запуск генератора 2 осуществляется после включения переключателя 14, что позволяет при замкнутом контакте 26 коммутационного аппарата 25 сработать коммутационному аппарату 18, контакт 19 которого замыкается, подключая генератор 2 к нагрузке. Подключение аккумуляторной батареи 3 к нагрузке происходит после включения переключателя 13 и срабатывания коммутационного аппарата 16, замыкающего контакт 17 в ее цепи. При наличии внешнего источника электроэнергии, имеющего возможность подключения к автономной системе посредством силового ввода 47, его подключение происходит после включения переключателя 15, замыкающего цепь коммутационных аппаратов 20, 22 и 25. Контакт 21 коммутационного аппарата 20 замыкается, подключая нагрузку к внешнему источнику электроэнергии, а контакты 23 и 24 коммутационного аппарата 22, а также контакт 26 коммутационного аппарата 25 размыкаются, отключая генератор 2 и аккумуляторную батарею 3. Наличие напряжения в цепях источников электроэнергии визуально контролируется при помощи световых индикаторов 35…38, а в цепях распределительных устройств 4…11 - при помощи световых индикаторов 39…45. Все линии распределительных устройств 4…11 потребителей электроэнергии защищены от перегрузки и коротких замыканий автоматами защиты 27…34, что позволяет повысить живучесть системы при сбое в линии одного из потребителей. Причем через силовой ввод 48, связанный с электрической сетью автошасси 1, может осуществляться аварийное электропитание или электропитание во время движения основных электрических потребителей (освещения, вентилятора, прибора оптического ориентирующего, механизма подъема антенны аппаратуры радиосвязи), связанных с распределительным устройством 4. Блокирующие устройства 49, 50 служат для развязки электрических цепей автошасси 1 и других источников электроэнергии. Анализатор разряда резервного источника (аккумуляторной батареи) 51, также имеющий световой индикатор, служит для информирования о необходимости подзарядки резервного источника от генератора 2 или внешнего источника электроэнергии.

Таким образом, в предлагаемой автономной системе электроснабжения мобильного комплекса топопривязки на базе специального транспортного средства решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании надежной и простой в эксплуатации автономной системы электроснабжения мобильного комплекса топопривязки на базе шасси специального транспортного средства за счет оптимизации схемных решений, направленных на безотказное электроснабжение размещенной на комплексе аппаратуры различного функционального назначения.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности. Автономная система электроснабжения мобильного комплекса топопривязки размещена на передвижном объекте 1 - автошасси специального транспортного средства - и содержит основной (генератор) 2 и резервный (аккумуляторная батарея) 3 источники электроэнергии, распределительные устройства для подключения: освещения, вентилятора, оптической аппаратуры и механизма подъема антенны аппаратуры радиосвязи 4, кондиционера 5, приемо-передающих средств радиосвязи 6, датчиков 7, инерциальной навигационной системы 8, спутниковой навигационной системы 9, выносные распределительные устройства 10 и 11 для подключения выносных приборов, линии связи 12, переключатели 13, 14 и 15, коммутационные аппараты 16, 18 и 20 с замыкающими контактами 17, 19 и 21 соответственно, коммутационный аппарат 22 с размыкающими контактами 23 и 24, коммутационный аппарат 25 с размыкающим контактом 26, автоматы защиты силовых цепей 27…34, световые индикаторы 35…38 источников электропитания, световые индикаторы 39…45 распределительных устройств для подключения нагрузки, прибор контроля напряжения 46, силовой ввод 47 для подключения внешнего источника электроэнергии, силовой ввод 48 для подключения к электрической сети автошасси, блокирующие устройства 49 и 50, анализатор разряда резервного источника (аккумуляторной батареи) 51. 1 ил.

Автономная система электроснабжения мобильного комплекса топопривязки, содержащая передвижной объект, основной и резервный источники электроэнергии, распределительные устройства, линии связи, коммутационные аппараты, автоматы защиты силовых цепей, основные и вспомогательные потребители электроэнергии, блок контроля напряжения, электроустановку отбора мощности (генератор), отличающаяся тем, что основной и резервный источники электроэнергии, основные и вспомогательные потребители электроэнергии размещены на одном передвижном объекте в виде автошасси специального транспортного средства, автономная система через силовые вводы связана со штатной электрической сетью автошасси и имеет возможность подключения к внешнему источнику электроснабжения, в качестве резервного источника электроэнергии используется стационарно размещенная на автошасси дополнительная аккумуляторная батарея (блок аккумуляторных батарей), в линии связи силового ввода внешнего источника электроснабжения установлены коммутационные аппараты, размыкающие контакты которых установлены в линиях связи генератора и дополнительной аккумуляторной батареи, блок контроля напряжения выполнен в виде световых индикаторов источников электропитания и световых индикаторов, расположенных перед распределительными устройствами, предназначенными для подключения нагрузки, и прибора контроля напряжения, автоматы защиты силовых цепей установлены в линиях связи непосредственно перед каждым распределительным устройством, связанным с потребителями электроэнергии различного функционального назначения, автономная система оснащена блокирующими устройствами для развязки ее линий связи и линий связи штатной электрической сети автошасси, автономная система оснащена анализатором разряда резервного источника питания.