СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АППАРАТУРЫ ПОДВИЖНОГО КОМПЛЕКСА ТОПОПРИВЯЗКИ Российский патент 2011 года по МПК H02J3/04 H02J9/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам электроснабжения с резервированием источника при помощи аккумуляторной батареи, и может быть использовано для электропитания подвижных комплексов, оснащенных бортовым вычислительным комплексом, связанным с периферийной аппаратурой различного функционального назначения.

Известна автономная система электроснабжения передвижных объектов (патент RU №212533101, МПК 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, 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, электроустановку отбора мощности, блок коммутации каналов, блок приема и передачи команд управления, линии связи, посредством которых соединяются между собой устройство централизованного автоматизированного управления, передвижные объекты, основной и резервный источники электроэнергии. В состав системы электроснабжения введено устройство централизованного автоматизированного управления и дополнительное включение в состав передвижных объектов четырех коммутационных аппаратов, двух автоматов защиты силовых цепей, блока контроля входного напряжения, по результатам контроля которого осуществляется переключение потребителей с основной сети на резервную и обратно, блок коммутации мутации 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 изменение схемных соединений всех элементов системы между собой.

Недостатками прототипа являются:

- высокая сложность автономной системы, снижающая надежность электроснабжения при эксплуатации;

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

- недостаточная экономичность системы электроснабжения.

Предлагаемым изобретением решается задача по повышению боевой эффективности подвижных комплексов, 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 системы электроснабжения аппаратуры подвижного комплекса топопривязки, обеспечивающей бесперебойное экономичное электроснабжение средств вычислительной техники, аппаратуры навигации и топопривязки, блока терморегулирования воздуха зоны рабочих мест, системы связи и передачи данных, приводов механизмов подъема антенных устройств и выносного оборудования за счет повышения степени управляемости приводом генератора, за счет оптимизации схемных решений по распределению и подключению потребителей электрической энергии.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой системе электроснабжения аппаратуры подвижного комплекса топопривязки, содержащей основной и резервный источники электроэнергии, распределительное устройство, кабельные линии, коммутационные аппараты, автоматы защиты силовых цепей, аппаратуру контроля, электроустановку отбора мощности (генератор), новым является то, что привод генератора оснащен электромагнитной муфтой, система электроснабжения оснащена пультом контроля и управления, выполненным с возможностью контроля напряжений основного и резервного источников электроэнергии, контроля подачи напряжений на электродвигатели приводов механизмов подъема антенных устройств, электромагнитную муфту и управления механизмами подъема антенных устройств и электромагнитной муфтой, распределительное устройство оснащено прибором для контроля напряжения бортовой сети и на входе через систему подготовки электропитания связано с генератором, а также - с аккумуляторными батареями и штатным электрооборудованием автошасси, а на выходе - с пультом контроля и управления, соединительным щитком для подключения выносного оборудования, средствами навигации и топопривязки, измерителем мощности дозы и блоком терморегулирования воздуха зоны рабочих мест и тремя соединительными платами, первая из которых связана с программно-аппаратным комплексом подвижного комплекса, вторая - с системой связи и передачи данных, а третья - с оптическим прибором наблюдения и ориентирования, системой внутренней громкоговорящей связи, системой освещения зоны рабочих мест и счетчиком моточасов.

Оснащение привода генератора электромагнитной муфтой позволяет:

- осуществлять включение или отключение генератора по мере необходимости в выработке электроэнергии для питания бортового или выносного оборудования подвижного комплекса топопривязки;

- реализовать управление муфтой без применения промежуточных механических передач;

- повысить экономичность энергообеспечения подвижного комплекса топопривязки и моторесурс штатного двигателя автошасси;

- повысить надежность привода генератора и в целом системы электроснабжения.

Оснащение системы электроснабжения пультом контроля и управления позволяет:

- производить непрерывный визуальный контроль наличия напряжений основного (от генератора) и резервного (от аккумуляторных батарей) источников электроэнергии;

- производить непрерывный визуальный контроль наличия подачи напряжений на электродвигатели приводов механизмов подъема антенных устройств и электромагнитную муфту;

- осуществлять управление антенными устройствами путем перевода их в состояние подъема или опускания;

- осуществлять управление включением/выключением электромагнитной муфты привода генератора.

Оснащение распределительного устройства прибором для контроля напряжения бортовой сети и соединение его на входе через систему подготовки электропитания с генератором позволяет:

- контролировать уровень бортового напряжения подвижного комплекса;

- осуществлять автоматическое поддержание напряжения в бортовой сети в заданных пределах;

- выполнять подключение к бортовой сети и отключение от нее регулятора напряжения и обмотки возбуждения генератора при включении и отключении соответственно выключателя зажигания;

- реализовать защиту генератора от перегрузок;

- обеспечить отключение питания обмотки возбуждения генератора при повышении напряжения в бортовой сети;

- осуществлять подавление высокочастотных радиопомех, создаваемых в цепях питания генератором, реле - регулятором и электродвигателями.

Соединение распределительного устройства на входе с аккумуляторными батареями и штатным электрооборудованием автошасси позволяет реализовать различные виды резервных режимов работы электрооборудования.

Соединение распределительного устройства на выходе с соединительным щитком для подключения выносного оборудования позволяет обеспечить электропитанием выносное оборудование подвижного комплекса топопривязки, применяемое во время рабочих остановок автошасси подвижного комплекса топопривязки.

Соединение распределительного устройства на выходе со средствами навигации и топопривязки позволяет обеспечить работу всего комплекса навигационной аппаратуры: бесплатформенной инерциальной навигационной системы, спутниковой навигационной системы, контрольно-корректирующей станции навигационных полей спутниковых систем.

Соединение распределительного устройства на выходе с измерителем мощности дозы и блоком терморегулирования воздуха зоны рабочих мест позволяет обеспечить работу блока жизнеобеспечения подвижного комплекса топопривязки.

Соединение распределительного устройства на выходе с первой соединительной платой, которая связана с программно-аппаратным комплексом подвижного комплекса, позволяет реализовать электропитание составных частей программно-аппаратного комплекса: бортовой ЭВМ, ее периферийных устройств, персональной портативной ЭВМ.

Соединение распределительного устройства на выходе со второй соединительной платой, которая связана с системой связи и передачи данных, позволяет обеспечить электропитанием весь комплекс радиопередающих средств, многоканальную абонентская аппаратуру, обеспечивающую автоматическую помехозащищенную передачу и прием данных по каналам связи.

Соединение распределительного устройства на выходе с третьей соединительной платой, которая связана с оптическим прибором наблюдения и ориентирования, системой внутренней громкоговорящей связи, системой освещения зоны рабочих мест и счетчиком моточасов, позволяет обеспечить работу части основного и вспомогательного оборудования подвижного комплекса топопривязки.

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 схема электрическая общая системы электроснабжения аппаратуры подвижного комплекса топопривязки.

Система электроснабжения аппаратуры подвижного комплекса топопривязки размещена на подвижном объекте - автошасси специального транспортного средства и содержит генератор 1 (Г), который через электромагнитную муфту 2 (ЭММ) связан с коленчатым валом двигателя автошасси, систему подготовки электропитания 3 (СПЭ), состоящую из реле - регулятора 4 (РР) и фильтра 5 (Ф), две аккумуляторные батареи 6 (АБ). Оборудование 1, 2, 3, а также штатное электрооборудование автошасси 7 (ЭА) электрически связано со входом распределительного устройства 8 (РУ), оснащенного прибором 9 для контроля напряжения бортовой сети. РУ 8 на выходе связано с пультом контроля и управления 10 (ПК и У), выполненным с возможностью контроля напряжений основного (Г 1) и резервного (АБ 6) источников электроэнергии, контроля подачи напряжений на электродвигатели 11 (ЭД) приводов механизмов подъема антенных устройств 12 (МПА) и ЭММ 2, управления МПА 12 и ЭММ 2, соединительным щитком 13 (СЩ) для подключения выносного оборудования, средствами навигации и топопривязки 14 (СНТП), измерителем мощности дозы 15 (ИМД) и блоком терморегулирования воздуха зоны рабочих мест 16 (БТВ) и тремя соединительными платами (СП), первая 17 из которых связана с программно-аппаратным комплексом 18 (ПАК) подвижного комплекса, вторая 19 - с системой связи и передачи данных 20 (ССПД), а третья 21 - с оптическим прибором наблюдения и ориентирования 22 (ОПНО), системой внутренней громкоговорящей связи 23 (СВГС), системой освещения зоны рабочих мест 24 (СО) и счетчиком моточасов 25 (СМ).

Система электроснабжения аппаратуры подвижного комплекса топопривязки работает следующим образом. В начале запускается двигатель автошасси (не показаны), на минимальных холостых оборотах двигателя автомобиля подается питание на ЭММ 2 привода генератора Г 1. Г 1 запускается. Нажатием соответствующих кнопок (не показаны) на РУ 8 подключаются Г 1 и АБ 6. Тумблеры автоматов защиты силовых цепей (не показаны) на РУ 8 переводят во включенное положение. При этом контролируется напряжение электропитания бортсети подвижного комплекса топопривязки по показаниям прибора 9, встроенного в РУ 8, который должен показывать напряжение В постоянного тока. Электропитание поступает к оборудованию подвижного комплекса напрямую с РУ 8 или через СП 17, 19, 21.

Через СП 17 подключается ПАК 18, основными элементами которого являются бортовая ЭВМ 26 (БЭВМ), персональная портативная ЭВМ 27 (ППЭВМ), клавиатура 28 (К), манипулятор графической информации 29 (МГИ), видеомонитор 30 (ВМ), устройство документирования 31 (УД), блок согласования 32 (БС), устройство записи и передачи информации 33 (УЗПИ), переходное устройство 34 (ПУ), пульт дистанционного управления 35 (ПДУ) и накопитель 36 (Н), связанный с датчиками приращения пути 37 (ДПП). Кроме того, ПАК 18 связан с системой определения высоты 38 (СОВ).

Через СП 19 подключается система ССПД 20, состоящая из двух радиостанций 39 (PC) с антенными устройствами 40 (АУ) и аппаратуры передачи данных 41 (АПД).

Через СП 21 подключаются ОПНО 22, СВГС 23, СО 24 и СМ 25.

ПК и У 10, СЩ 13 для подключения выносного оборудования, СНТП 14, состоящая из бесплатформенной инерциальной навигационной системы 42 (БИНС), спутниковой навигационной системы 43 (СНС) и контрольно-корректирующей станции навигационных полей спутниковых систем 44 (ККС), ИМД 15, БТВ 16 подключаются к РУ 8 напрямую.

ПК и У 10 функционирует следующим образом. После установки АУ 40 на МПА 12 и включения средств электропитания АУ 40 переводятся в вертикальное положение. При этом соответствующий индикатор (не показан) сигнализирует о включенном ЭД 11 МПА 12. После достижения АУ 40 вертикального положения загорается соответствующий индикатор (не показан), индикатор ЭД 41 гаснет. Время развертывания АУ 40 не превышает 15 с. Опускание АУ 40 происходит аналогично.

Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании системы электроснабжения аппаратуры подвижного комплекса топопривязки, обеспечивающей бесперебойное экономичное электроснабжение средств вычислительной техники, аппаратуры навигации и топопривязки, блока терморегулирования воздуха зоны рабочих мест, системы связи и передачи данных, приводов механизмов подъема антенных устройств и выносного оборудования за счет повышения степени управляемости приводом генератора, за счет оптимизации схемных решений по распределению и подключению потребителей электрической энергии.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Система размещена на подвижном объекте - автошасси специального транспортного средства и содержит генератор (Г 1), который через электромагнитную муфту (ЭММ 2) связан с коленчатым валом двигателя автошасси, систему подготовки электропитания (СПЭ 3), состоящую из реле - регулятора (РР 4) и фильтра (Ф 5), две аккумуляторные батареи (АБ 6). Оборудование 1, 2, 3, а также штатное электрооборудование автошасси (ЭА 7) электрически связано с входом распределительного устройства (РУ 8), с прибором (9) для контроля напряжения бортовой сети. Система содержит пульт контроля и управления (ПК и У 10), электродвигатели (ЭД 11) приводов механизмов подъема антенных устройств (МПА 12), соединительный щиток (СЩ 13) для подключения выносного оборудования, средства навигации и топопривязки (СНТП 14), измеритель мощности дозы (ИМД 15), блок терморегулирования воздуха зоны рабочих мест (БТВ 16), три соединительных платы (СП 17, 19, 21), программно-аппаратный комплекс (ПАК 18) подвижного комплекса, систему связи и передачи данных (ССПД 20), оптический прибор наблюдения и ориентирования (ОПНО 22), систему внутренней громкоговорящей связи (СВГС 23), систему освещения зоны рабочих мест (СО 24) и счетчик моточасов (СМ 25). 1 ил.

Система электроснабжения аппаратуры подвижного комплекса топопривязки, содержащая основной и резервный источники электроэнергии, распределительное устройство, кабельные линии, коммутационные аппараты, автоматы защиты силовых цепей, аппаратуру контроля, электроустановку отбора мощности (генератор), отличающаяся тем, что привод генератора оснащен электромагнитной муфтой, система электроснабжения оснащена пультом контроля и управления, выполненным с возможностью контроля напряжений основного и резервного источников электроэнергии, контроля подачи напряжений на электродвигатели приводов механизмов подъема антенных устройств и электромагнитную муфту и управления механизмами подъема антенных устройств и электромагнитной муфтой, распределительное устройство оснащено прибором для контроля напряжения бортовой сети и на входе через систему подготовки электропитания связано с генератором, а также с аккумуляторными батареями и штатным электрооборудованием автошасси, а на выходе с пультом контроля и управления, соединительным щитком для подключения выносного оборудования, средствами навигации и топопривязки, измерителем мощности дозы и блоком терморегулирования воздуха зоны рабочих мест и тремя соединительными платами, первая из которых связана с программно-аппаратным комплексом подвижного комплекса, вторая - с системой связи и передачи данных, а третья - с оптическим прибором наблюдения и ориентирования, системой внутренней громкоговорящей связи, системой освещения зоны рабочих мест и счетчиком моточасов.