СПОСОБ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПОДКЛЮЧЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ В СЕТИ ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ НАГРУЗКИ Российский патент 2021 года по МПК H01M2/20 

Область техники

Настоящее изобретение относится к электротехнике, а более точно - к способу последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при увеличении нагрузки. Изобретение может быть использовано для электроснабжения зданий и домов жилого, промышленного и коммерческого назначения, включая сети электроосвещения, электропитания машин, приборов и электрооборудования.

Предшествующий уровень техники

С развитием промышленности и улучшением качества жизни потребление электроэнергии постоянно возрастает, что необходимо учитывать при планировании для обеспечения нормального функционирования энергетической системы. Анализ показал, что существенными факторами, влияющими на потребление электрической энергии, является режим работы предприятий, приводящий к увеличению коммунально-бытовой и осветительной нагрузки. Следует обратить внимание на тот факт, что расход электроэнергии сдерживается, что обусловлено несколькими факторами, и прежде всего это высокая стоимость электроэнергии, как для населения, так и для промышленных предприятий. Кроме того, при использовании энергии из сети переменного тока существуют угрозы, опасные для жизнедеятельности и здоровья человека, связанные с высоким напряжением в сети переменного тока 220В -380В, а также воздействия высокой частоты на окружающую среду при передаче энергии по линиям ЛЭП. Использование переменного тока для приведения в действие промышленного оборудования и домашних приборов приводит к частым выходам их из строя, при этом следует учитывать риск возникновения пожаров из-за коротких замыканий в сети переменного тока.

Использование источников постоянного тока, например, в сетях освещения, могло бы исключить указанные выше недостатки от использования переменного тока, однако источники постоянного тока имеют ограниченную емкость и при существующих традиционных схемах подключения нагрузки указанные источники имеют небольшой срок службы, и кроме того, возникают большие потери, не позволяющие эффективно использовать энергию источника постоянного тока. При подключении нагрузки к источнику постоянного тока возникают проблемы, связанные нагреванием провода, и как следствие, выхода из строя изоляции и пожара от нагрева или/и короткого замыкания. Поэтому следует применять провода большого сечения, что требует больших экономических и энергетических затрат, но при этом возникают большие потери энергии.

В качестве источников постоянного тока могут использоваться аккумуляторы. В большинстве случаев аккумуляторы используются группами или батареями, количество элементов в батарее и их величина зависят от требований, предъявляемых эксплуатацией. Два фактора определяют выбор схемы соединения элементов: необходимый уровень напряжения, необходимая емкость. Когда элементы соединены последовательно, то напряжение всех элементов складывается, но емкость батареи последовательно соединенных элементов не превышает емкости одного элемента. Если элементы соединены параллельно, то напряжение батареи не выше напряжения одного элемента, но емкость такой батареи эквивалентна сумме емкостей отдельных элементов. При смешанном соединении элементы могут быть собраны в последовательные ряды, а эти ряды затем соединяют параллельно. Параллельное соединение групп последовательно соединенных аккумуляторов применяется в случаях, когда требуется очень большая емкость.

Соединение аккумуляторных батарей раскрыто, например, в патенте RU 2579355 С2 (опубликован 10.04.2016). Аккумуляторная батарея разъемно соединена с несколькими однотипными аккумуляторными батареями для питания электрических устройств с разной потребляемой мощностью, причем аккумуляторная батарея содержит, по меньшей мере, четыре присоединительных полюса, из которых два присоединительных полюса соответствуют двум соответственно расположенным ответным присоединительным полюсам смежной аккумуляторной батареи. Разъемное соединение смежных аккумуляторных батарей обеспечивается, по меньшей мере, одной поворотной опорой, что в определенном положении аккумуляторных батарей относительно друг друга после поворота обеспечивает возможность их вставки в поворотную опору или их высвобождение из нее, в то время как в других пределах поворота аккумуляторные батареи удерживаются в поворотной опоре. В батарее обеспечивается высокой степени устойчивости контактов смежных аккумуляторных батарей и повышение надежности при быстром и простом разъеме.

Указанное соединение аккумуляторных батарей не обеспечивает выравнивание величины напряжения в сети постоянного тока при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность источника постоянного тока, и не обеспечивает повышение эффективности функционирования источников постоянного тока, используемых в батарее, при подключении нагрузки.

В патенте RU 2581615 C2 (опубликован 20.04.2016) раскрыта аккумуляторная батарея новой конструкции, которая обеспечивает баланс напряжений при сохранении высокой емкости. Указанная аккумуляторная батарея имеет множество аккумуляторных элементов, электрически соединенных друг с другом, которые могут заряжаться и разряжаться. При этом аккумуляторная батарея содержит два или более типов групп аккумуляторов, имеющих различные емкости или размеры, причем каждая из групп аккумуляторов содержит два или более аккумуляторных элементов, имеющих одинаковые емкость или размеры. Аккумуляторные элементы в каждой из групп аккумуляторов последовательно соединены друг с другом, и аккумуляторные элементы между группами аккумуляторов параллельно соединены друг с другом.

Указанное соединение аккумуляторных батарей не обеспечивает выравнивание величины напряжения в сети постоянного тока при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность источника постоянного тока, и не обеспечивает повышение эффективности функционирования источников постоянного тока, используемых в батарее, при подключении нагрузки.

Существо изобретения

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания способа последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока, согласно которому изменяется принцип подключения источников постоянного тока между собой и подключения нагрузки, при этом обеспечивается выравнивание величины напряжения в сети постоянного тока при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность источника постоянного тока, и повышается эффективность функционирования источников постоянного тока при подключении нагрузки.

Технический эффект настоящего изобретения состоит в том, что обеспечивается повышение эффективности системы в отношении выравнивания величины напряжения в сети постоянного тока при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность источника постоянного тока, и повышается эффективность функционирования источников постоянного тока при подключении нагрузки, т.е. повышается КПД системы питания потребителей, значительно снижаются потери электроэнергии в проводнике, что приводит к значительной экономии потребления, значительно снижается нагрев проводника и, как следствие, значительно увеличивается срок службы самого проводника и изоляции, обеспечивается возможность использование проводника меньшего диаметра при том же номинале мощности нагрузки.

Технический эффект достигается путем создания способа последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при увеличении нагрузки, который заключается в том, что

- подключают посредством проводов первую нагрузку В1 между плюсовой и минусовой клеммами исходного источника постоянного тока, соблюдая полярность, при этом один из указанных проводов, подключенный к минусовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим минусовым проводом, а другой из проводов, подключенный к плюсовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим плюсовым проводом,

- используют первый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первичного источника постоянного тока, и подключают минусовую клемму первого дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме исходного источника постоянного тока, причем исходный и первый дополнительный источники постоянного тока образуют первую группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника постоянного тока и плюсовая клемма первого дополнительного источника постоянного тока являются выходами первой сформированной группы источников,

- подключают вторую нагрузку В2 между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму первой сформированной группы источников к общему плюсовому проводу в точке подключения второй нагрузки,

- используют второй дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первой группы источников, и подключают минусовую клемму второго дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме первого дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый и второй дополнительные источники постоянного тока образуют вторую группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника постоянного тока и плюсовая клемма второго дополнительного источника постоянного тока являются выходами второй сформированной группы источников,

- подключают третью нагрузку В3 между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму второй сформированной группы источников к общему плюсовому проводу в точке подключения третьей нагрузки,

- используют К-ый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность (К-1) группы источников, и подключают минусовую клемму К-ого дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме (К-1) дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый, второй … и К-ый дополнительные источники постоянного тока образуют К-ую группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника постоянного тока и плюсовая клемма К-ого дополнительного источника постоянного тока являются выходами К-ой сформированной группы источников,

- подключают N-ую нагрузку BN между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму К-ой сформированной группы источников к общему плюсовому проводу в точке подключения N-ой нагрузки.

Предпочтительно в качестве исходного и дополнительных источников постоянного тока используют аккумуляторную батарею.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового номинала мощности.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового/различного номинала напряжения.

Предпочтительно в качестве исходного и дополнительных источников постоянного тока используют преобразователи напряжения постоянного тока в постоянный.

Предпочтительно подключают преобразователи напряжения постоянного тока в постоянный к внешнему источнику постоянного тока параллельно.

Предпочтительно подключают преобразователи напряжения постоянного тока в постоянный к внешнему источнику постоянного тока последовательно,

для чего подключают посредством провода минусовую входную клемму исходного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный к минусовому контакту внешнего источника постоянного тока, и подключают пюсовую входную клемму исходного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный к минусовой клемме дополнительного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный,

при этом входная минусовая клемма исходного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный и входная плюсовая клемма дополнительного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы источников постоянного тока.

Предпочтительно при последовательном подключении преобразователей напряжения постоянного тока в постоянный подключают входную плюсовую клемму дополнительного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный к входной минусовой клемме М-ого преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный, при этом входная минусовая клемма исходного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный и входная плюсовая клемма М-ого преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы преобразователей напряжения постоянного тока в постоянный.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового номинала мощности.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового/различного номинала напряжения.

Предпочтительно в качестве исходного и дополнительных источников постоянного тока используют преобразователи напряжения переменного тока в постоянный.

Предпочтительно подключают преобразователи напряжения переменного тока в постоянный к внешнему источнику переменного тока параллельно.

Предпочтительно подключают преобразователи напряжения переменного тока в постоянный к внешнему источнику переменного тока последовательно.

Предпочтительно при последовательном подключении преобразователей напряжения переменного тока в постоянный к внешнему источнику переменного тока посредством провода подключают входную клемму N к контакту внешнего источника переменного тока и подключают клемму L исходного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный к клемме N дополнительного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный, при этом клемма N исходного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный и клемма L дополнительного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы источников постоянного тока.

Предпочтительно при последовательном подключении преобразователей напряжения переменного тока в постоянный подключают клемму L дополнительного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный к клемме N Р-ого преобразователя напряжения переменного тока в постоянный, при этом клемма N исходного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный и клемма L Р-ого преобразователя напряжения переменного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы источников постоянного тока.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового номинала мощности.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового/различного номинала напряжения.

Предпочтительно подключают посредством проводов нагрузку В4 между плюсовой и минусовой клеммами первого дополнительного источника постоянного тока, при этом один из проводов, подключенный к минусовой клемме первого дополнительного источника постоянного тока, является вторым общим минусовым проводом, а другой из проводов, подключенный к плюсовой клемме второго дополнительного источника постоянного тока, является вторым общим плюсовым проводом,

подключают вторую нагрузку В5 между вторым общим плюсовым и вторым общим минусовым проводами, при этом для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первой группы источников, подключают плюсовую клемму второго дополнительного источника к общему плюсовому проводу в точке подключения второй нагрузки В5,

подключают N-ую нагрузку между вторым общим плюсовым и вторым общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму К-ой сформированной группы источников к общему плюсовому проводу в точке подключения N-ой нагрузки.

Предпочтительно используют дополнительные источники постоянного тока с одинаковым номиналом напряжения и с одинаковой/различной номинальной мощностью и подключают их параллельно по меньшей мере одному источнику постоянного тока.

Технический эффект достигается также путем создания способа последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при увеличении нагрузки, который заключается в том, что

подключают посредством проводов первую нагрузку между плюсовой и минусовой клеммами исходного источника постоянного тока, соблюдая полярность, при этом один из указанных проводов, подключенный к плюсовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим плюсовым проводом, а другой из проводов, подключенный к минусовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим минусовым проводом,

используют первый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первичного источника постоянного тока, и подключают плюсовую клемму первого дополнительного источника постоянного тока к минусовой клемме исходного источника постоянного тока, причем исходный и первый дополнительный источники постоянного тока образуют первую группу источников, при этом плюсовая клемма исходного источника постоянного тока и минусовая клемма первого дополнительного источника постоянного тока являются выходами первой сформированной группы источников,

подключают вторую нагрузку между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают минусовую клемму первой сформированной группы источников к общему минусовому проводу в точке подключения второй нагрузки,

используют второй дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первой группы источников, и подключают плюсовую клемму второго дополнительного источника постоянного тока к минусовой клемме первого дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый и второй дополнительные источники постоянного тока образуют вторую группу источников, при этом плюсовая клемма исходного источника постоянного тока и минусовая клемма второго дополнительного источника постоянного тока являются выходами второй сформированной группы источников,

- подключают третью нагрузку между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают минусовую клемму второй сформированной группы источников к общему минусовому проводу в точке подключения третьей нагрузки,

- используют К-ый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность (К-1) группы источников, и подключают плюсовую клемму К-ого дополнительного источника постоянного тока к минусовой клемме (К-1) дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый, второй … и К-ый дополнительные источники постоянного тока образуют К-ую группу источников, при этом плюсовая клемма исходного источника постоянного тока и минусовая клемма К-ого дополнительного источника постоянного тока являются выходами К-ой сформированной группы источников,

- подключают N-ую нагрузку между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают минусовую клемму К-ой сформированной группы источников к общему минусовому проводу в точке подключения N-ой нагрузки.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает схему подключения дополнительных источников постоянного тока к исходному источнику постоянного тока, а также схему подключения нагрузок, причем в качестве источников постоянного тока использована аккумуляторная батарея, первый вариант выполнения;

Фиг. 2 изображает схему параллельного подключения исходного источника постоянного тока и дополнительных источников постоянного тока к внешнему источнику постоянного тока, а также схему подключения нагрузок, причем в качестве источников постоянного тока использован преобразователь напряжения постоянного тока в постоянный;

Фиг. 3 изображает схему последовательного подключения исходного источника постоянного тока и дополнительных источников постоянного тока к внешнему источнику постоянного тока, а также схему подключения нагрузок, причем в качестве источников постоянного тока использованы преобразователи напряжения постоянного тока в постоянный;

Фиг. 4 изображает схему параллельного подключения исходного источника постоянного тока и дополнительных источников постоянного тока к внешнему источнику переменного тока, а также схему подключения нагрузок, причем в качестве исходного и дополнительных источников постоянного тока использованы преобразователи напряжения переменного тока в постоянный;

Фиг. 5 изображает схему последовательного подключения исходного источника постоянного тока и дополнительных источников постоянного тока к внешнему источнику переменного тока, а также схему подключения нагрузок, причем в качестве исходного и дополнительных источников постоянного тока использованы преобразователи напряжения переменного тока в постоянный;

Фиг. 6 изображает схему подключения дополнительных нагрузок к первому дополнительному источнику постоянного тока;

Фиг. 7 изображает схему подключения дополнительных источников постоянного тока к исходному источнику постоянного тока, а также схему подключения нагрузок, причем в качестве источников постоянного тока использована аккумуляторная батарея, второй вариант выполнения.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Способ последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при увеличении нагрузки, согласно изобретению, содержит следующие шаги.

Подключают посредством проводов первую нагрузку В1 (фиг.1) между плюсовой и минусовой клеммами исходного источника 1 постоянного тока, соблюдая полярность, при этом один из проводов 2, подключенный к минусовой клемме исходного источника 1 постоянного тока, является общим минусовым проводом, а другой из проводов 3, подключенный к плюсовой клемме исходного источника 1 постоянного тока, является общим плюсовым проводом.

Используют первый дополнительный источник 4 постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки В2, превышающей использованную номинальную мощность первичного источника 1 постоянного тока, и подключают минусовую клемму первого дополнительного источника 4 постоянного тока к плюсовой клемме исходного источника 1 постоянного тока, причем исходный 1 и первый дополнительный 4 источники постоянного тока образуют первую группу 5 источников. При этом минусовая клемма исходного источника 1 постоянного тока и плюсовая клемма первого дополнительного источника 4 постоянного тока являются выходами первой сформированной группы 5 источников.

Подключают вторую нагрузку В2 между общим плюсовым 3 и общим минусовым 2 проводами, при этом подключают плюсовую клемму первой сформированной группы 5 источников к общему плюсовому проводу 3 в точке 6 подключения второй нагрузки В2.

Используют второй дополнительный источник 7 постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки В3, превышающей использованную номинальную мощность первой группы 5 источников, и подключают минусовую клемму второго дополнительного источника 7 постоянного тока к плюсовой клемме первого дополнительного источника 4 постоянного тока, причем исходный 1, первый 4 и второй 7 дополнительные источники постоянного тока образуют вторую группу 8 источников. При этом минусовая клемма исходного источника 1 постоянного тока и плюсовая клемма второго дополнительного источника 7 постоянного тока являются выходами второй сформированной группы 8 источников.

Подключают третью нагрузку В3 между общим плюсовым 3 и общим минусовым 2 проводами, при этом подключают плюсовую клемму второй сформированной группы 8 источников к общему плюсовому проводу 3 в точке 9 подключения третьей нагрузки В3.

В качестве нагрузки В1, В2, В3… могут быть использованы сети электроосвещения, а также сети электропитания машин, приборов и электрооборудования.

Используют К-ый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки BN, превышающей использованную номинальную мощность (Е-1) группы источников, и подключают минусовую клемму К-ого дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме (К-1) дополнительного источника постоянного тока, причем исходный 1, первый 4, второй 7… и К-ый дополнительные источники постоянного тока образуют Е-ую группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника 1 постоянного тока и плюсовая клемма К-ого дополнительного источника постоянного тока являются выходами Е-ой сформированной группы источников.

Подключают N-ую нагрузку BN между общим плюсовым 3 и общим минусовым 2 проводами, при этом подключают плюсовую клемму Е-ой сформированной группы источников к общему плюсовому проводу 3 в точке n подключения N-ой нагрузки BN.

На фиг. 1 показан вариант выполнения, когда в качестве каждого исходного 1 и дополнительных 4, 7, … K источников постоянного тока используют аккумуляторную батарею.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового номинала мощности.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового/различного номинала напряжения.

Возможен другой вариант выполнения, когда в качестве каждого исходного и дополнительных источников постоянного тока используют преобразователи 10, 11, 12 … М напряжения постоянного тока в постоянный (фиг. 2).

На фиг.2 показана схема параллельного подключения преобразователей 10, 11, 12 … М напряжения постоянного тока в постоянный к внешнему источнику постоянного тока (не показан).

На фиг.3 показана схема последовательного подключения преобразователей 10, 11, 12 … М напряжения постоянного тока в постоянный к внешнему источнику постоянного тока (не показан).

При последовательном подключении, подключают посредством провода 13 минусовую входную клемму исходного преобразователя 10 напряжения постоянного тока в постоянный к минусовому контакту внешнего источника постоянного тока, и подключают плюсовую входную клемму исходного преобразователя 10 напряжения постоянного тока в постоянный к входной минусовой клемме первого дополнительного преобразователя 11 напряжения постоянного тока в постоянный, при этом входная минусовая клемма исходного преобразователя 10 напряжения постоянного тока в постоянный и входная плюсовая клемма первого дополнительного 11 преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы преобразователей напряжения постоянного тока в постоянный.

При последовательном подключении дополнительных преобразователей напряжения постоянного тока в постоянный подключают входную плюсовую клемму дополнительного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный к входной минусовой клемме М-ого преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный, при этом входная минусовая клемма исходного преобразователя 10 напряжения постоянного тока в постоянный и входная плюсовая клемма М-ого преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы преобразователей напряжения постоянного тока в постоянный, при этом входная плюсовая клемма М-ого преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный подключена посредством провода 14 к плюсовому контакту внешнего источника напряжения постоянного тока.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового номинала мощности.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового/различного номинала напряжения.

Возможен вариант выполнения, когда в качестве каждого исходного и дополнительных источников постоянного тока используют преобразователи 15, 16, 17 … Р напряжения переменного тока в постоянный (фиг. 4), при этом подключают указанные преобразователи 15, 16,17 … Р напряжения переменного тока в постоянный к источнику переменного тока посредством проводов 18, 19 либо параллельно (фиг.4), либо последовательно (фиг. 5).

При последовательном подключении (фиг. 5) преобразователей 15, 16,17 … Р напряжения переменного тока в постоянный подключают посредством провода 18 клемму N исходного преобразователя 15 напряжения переменного тока в постоянный к источнику переменного тока, и подключают клемму L исходного преобразователя 15 напряжения переменного тока в постоянный к клемме N дополнительного преобразователя 16 напряжения переменного тока в постоянный, при этом клемма N исходного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный и клемма L дополнительного преобразователя 16 напряжения переменного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы преобразователей напряжения 15,16 переменного тока в постоянный.

При последовательном подключении преобразователей 15, 16, 17 … Р напряжения переменного тока в постоянный подключают клемму L дополнительного (Р-1) преобразователя напряжения переменного тока в постоянный к клемме N Р-ого преобразователя напряжения переменного тока в постоянный, при этом клемма N исходного преобразователя 15 напряжения переменного тока в постоянный и клемма L Р-ого преобразователя напряжения переменного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы преобразователей напряжения переменного тока в постоянный, при этом входная клемма L P-ого преобразователя напряжения переменного тока в постоянный подключена посредством провода 19 к внешнему источнику напряжения переменного тока.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового номинала мощности.

Предпочтительно используют источники постоянного тока одинакового/различного номинала напряжения.

Возможен вариант воплощения, когда используют источники 1, 4, 7, К, 10, 11,12, М постоянного тока одинакового номинала мощности, но они могут быть различного номинала напряжения, т.е. источник 1 номиналом 5В, источник 4 номиналом 10В, источник 10 номиналом 75В, но одинакового номинала мощности, например, 200 Ватт, т.е. источник 1 номиналом 5В мощностью 200 Ватт, источник 4 номиналом 10В мощностью 200Ватт, источник 6 номиналом 75В мощностью 200 Ватт (фиг.1,2,3).

Согласно другому варианту воплощения используют источники постоянного тока одинакового номинала напряжения, например, они могут быть одинакового номинала напряжения, т.е. источник 1 номиналом 5В, источник 4 номиналом 5В, источник 7 номиналом 5В, и одинакового номинала мощности, например, 200 Ватт, т.е. источник 1 номиналом 5В мощностью 200 Ватт, источник 4 номиналом 5В 200 Ватт, источник 7 номиналом 5В мощностью 200 Ватт (фиг.1,2,3).

Возможен вариант воплощения, в котором дополнительно подключают посредством проводов 20, 21 нагрузку В4 (фиг.6) между плюсовой и минусовой клеммами первого дополнительного источника 4 постоянного тока, при этом один из проводов 20, подключенный к минусовой клемме первого дополнительного источника 4 постоянного тока, является вторым общим минусовым проводом, а другой из проводов 21, подключенный к плюсовой клемме первого дополнительного источника 4 постоянного тока, является вторым общим плюсовым проводом.

Подключают вторую нагрузку В5 между вторым общим плюсовым 21 и вторым общим минусовым 20 проводами, при этом для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки В5, превышающей использованную номинальную мощность первого дополнительного источника 4 постоянного тока, подключают плюсовую клемму второго дополнительного источника 7 к общему плюсовому проводу 21 в точке 22 подключения второй нагрузки В5.

Подключают третью нагрузку В6 между вторым общим плюсовым 21 и вторым общим минусовым 20 проводами, при этом для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки В6, превышающей использованную номинальную мощность первой группы источников, подключают плюсовую клемму К-ого источника к общему плюсовому проводу 21 в точке 23 подключения второй нагрузки В6.

Подключают Z-ую нагрузку между вторым общим плюсовым 21 и вторым общим минусовым 20 проводами, при этом подключают плюсовую клемму исходного источника 1 постоянного тока к общему плюсовому проводу 21 в точке 24 подключения Z-ой нагрузки.

В случае, если требуется повысить номинал мощности, используют дополнительные источники постоянного тока с одинаковым номиналом напряжения, равного номиналу напряжения источника постоянного тока, к которому производится подключение, и с одинаковой или различной номинальной мощностью и подключают их параллельно по меньшей мере одному источнику 1, 4, 7, К, 10, 11, 12, М, 15, 16, 17, Р постоянного тока. Если необходимо увеличить мощность группы преобразователей напряжения, используют источники постоянного тока одинакового номинала напряжения, равного номиналу напряжения источника постоянного тока, к которому производится подключение, и с одинаковой или различной номинальной мощностью, для этого в группе, параллельно каждому преобразователю подключаются столько преобразователей напряжения, сколько требуется преобразователей напряжения такого же номинала, например, к 5В подключается 5В, а к 75В подключается 75В. При этом возможно подключение преобразователей напряжения различной мощности, например, к исходному преобразователю 1 5В 200Ватт можно параллельно подключить преобразователи напряжения обязательно 5В но различной мощности 200Ватт, или 300 Ватт, или 50 Ватт. И это применимо к каждому источнику и преобразователю в сформированной группе.

Также возможен вариант воплощения изобретения, согласно которому способ последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при увеличении нагрузки реализуют следующим образом.

Подключают посредством проводов первую нагрузку В1 (фиг. 7) между плюсовой и минусовой клеммами исходного источника 1 постоянного тока, соблюдая полярность, при этом один из указанных проводов 25, подключенный к плюсовой клемме исходного источника 1 постоянного тока, является общим плюсовым проводом, а другой из проводов 26, подключенный к минусовой клемме исходного источника 1 постоянного тока, является общим минусовым проводом.

Используют первый дополнительный источник 4 постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первичного источника постоянного тока, и подключают плюсовую клемму первого дополнительного источника 4 постоянного тока к минусовой клемме исходного источника 1 постоянного тока, причем исходный 1 и первый 4 дополнительный источники постоянного тока образуют первую группу 27 источников. Плюсовая клемма исходного источника 1 постоянного тока и минусовая клемма первого дополнительного источника 4 постоянного тока являются выходами первой сформированной группы 27 источников.

Подключают вторую нагрузку В2 между общим плюсовым и общим минусовым проводами 25, 26, при этом подключают минусовую клемму первой сформированной группы 27 источников к общему минусовому проводу 26 в точке 28 подключения второй нагрузки В2.

Используют второй дополнительный источник 7 постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки В3, превышающей использованную номинальную мощность первой группы 27 источников, и подключают плюсовую клемму второго дополнительного источника 7 постоянного тока к минусовой клемме первого дополнительного источника 4 постоянного тока, причем исходный 1, первый 4 и второй 7 дополнительные источники постоянного тока образуют вторую группу 29 источников. При этом плюсовая клемма исходного источника 1 постоянного тока и минусовая клемма второго дополнительного источника 7 постоянного тока являются выходами второй сформированной группы 29 источников.

Подключают третью нагрузку В3 между общим плюсовым 25 и общим минусовым 26 проводами, при этом подключают минусовую клемму второй сформированной группы 29 источников к общему минусовому проводу 26 в точке 30 подключения третьей нагрузки В3.

Иcпользуют К-ый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность (К-1) группы источников, и подключают плюсовую клемму К-ого дополнительного источника постоянного тока к минусовой клемме (К-1) дополнительного источника постоянного тока, причем исходный 1, первый 4, второй 7 … и К-ый дополнительные источники постоянного тока образуют К-ую группу источников, при этом плюсовая клемма исходного источника постоянного тока и минусовая клемма К-ого дополнительного источника постоянного тока являются выходами Е-ой сформированной группы источников.

Подключают N-ую нагрузку BN между общим плюсовым 25 и общим минусовым 26 проводами, при этом подключают минусовую клемму Е-ой сформированной группы источников к общему минусовому проводу 26 в точке n подключения N-ой нагрузки BN.

Хотя предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны для иллюстративных целей, специалистам в данной области техники понятно, что являются возможными разнообразные модификации, дополнения и замены без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения, которые описаны в сопровождающей формуле изобретения.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении эффективности системы в отношении выравнивания величины напряжения в сети постоянного тока при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность источника постоянного тока. Способ последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при увеличении нагрузки содержит следующие этапы: подключают посредством проводов первую нагрузку между плюсовой и минусовой клеммами исходного источника постоянного тока, соблюдая полярность, при этом один из проводов, подключенный к минусовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим минусовым проводом, а другой из проводов, подключенный к плюсовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим плюсовым проводом. Используют первый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первичного источника постоянного тока, и подключают минусовую клемму первого дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме исходного источника постоянного тока, причем исходный и первый дополнительный источники постоянного тока образуют первую группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника постоянного тока и плюсовая клемма первого дополнительного источника постоянного тока являются выходами первой сформированной группы источников. Используют К-й дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность (К-1) группы источников, и подключают минусовую клемму К-го дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме (К-1) дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый, второй … и К-й дополнительные источники постоянного тока образуют К-ю группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника постоянного тока и плюсовая клемма К-го дополнительного источника постоянного тока являются выходами К-й сформированной группы источников. Подключают N-ю нагрузку BN между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму К-й сформированной группы источников к общему плюсовому проводу в точке подключения N-й нагрузки. 2 н и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при увеличении нагрузки, заключающийся в том, что

- подключают посредством проводов первую нагрузку В1 между плюсовой и минусовой клеммами исходного источника постоянного тока, соблюдая полярность, при этом один из указанных проводов, подключенный к минусовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим минусовым проводом, а другой из проводов, подключенный к плюсовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим плюсовым проводом,

- используют первый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первичного источника постоянного тока, и подключают минусовую клемму первого дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме исходного источника постоянного тока, причем исходный и первый дополнительный источники постоянного тока образуют первую группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника постоянного тока и плюсовая клемма первого дополнительного источника постоянного тока являются выходами первой сформированной группы источников,

- подключают вторую нагрузку В2 между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму первой сформированной группы источников к общему плюсовому проводу в точке подключения второй нагрузки,

- используют второй дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первой группы источников, и подключают минусовую клемму второго дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме первого дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый и второй дополнительные источники постоянного тока образуют вторую группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника постоянного тока и плюсовая клемма второго дополнительного источника постоянного тока являются выходами второй сформированной группы источников,

- подключают третью нагрузку В3 между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму второй сформированной группы источников к общему плюсовому проводу в точке подключения третьей нагрузки,

- используют К-й дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность (К-1) группы источников, и подключают минусовую клемму К-го дополнительного источника постоянного тока к плюсовой клемме (К-1) дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый, второй … и К-й дополнительные источники постоянного тока образуют К-ю группу источников, при этом минусовая клемма исходного источника постоянного тока и плюсовая клемма К-го дополнительного источника постоянного тока являются выходами К-й сформированной группы источников,

- подключают Nую нагрузку BN между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму К-й сформированной группы источников к общему плюсовому проводу в точке подключения N-й нагрузки.

2. Способ по п. 1, в котором в качестве исходного и дополнительных источников постоянного тока используют аккумуляторную батарею.

3. Способ по п.1, в котором в качестве исходного и дополнительных источников постоянного тока используют преобразователи напряжения постоянного тока в постоянный.

4. Способ по п. 3, в котором подключают преобразователи напряжения постоянного тока в постоянный к источнику постоянного тока параллельно.

5. Способ по п. 3, в котором подключают преобразователи напряжения постоянного тока в постоянный к источнику постоянного тока последовательно,

для чего подключают посредством провода минусовую входную клемму исходного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный к минусовому контакту внешнего источника постоянного тока и подключают плюсовую входную клемму исходного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный к минусовой входной клемме дополнительного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный,

при этом входная минусовая клемма исходного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный и входная плюсовая клемма дополнительного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы источников постоянного тока.

6. Способ по п. 5, в котором при последовательном подключении преобразователей напряжения постоянного тока в постоянный подключают входную плюсовую клемму дополнительного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный к входной минусовой клемме М-го преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный, при этом входная минусовая клемма исходного преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный и входная плюсовая клемма М-го преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы преобразователей напряжения постоянного тока в постоянный, при этом входная плюсовая клемма М-го преобразователя напряжения постоянного тока в постоянный подключена посредством провода к плюсовому контакту внешнего источника напряжения постоянного тока.

7. Способ по п.1, в котором в качестве исходного и дополнительных источников постоянного тока используют преобразователи напряжения переменного тока в постоянный.

8. Способ по любому из пп. 2, 3, 7, в котором используют источники постоянного тока одинакового номинала мощности, при этом одинакового/различного номинала напряжения.

9. Способ по п. 7, в котором подключают преобразователи напряжения переменного тока в постоянный к внешнему источнику переменного тока параллельно.

10. Способ по п. 7, в котором подключают преобразователи напряжения переменного тока в постоянный к внешнему источнику переменного тока последовательно.

11. Способ по п. 10, в котором при последовательном подключении преобразователей напряжения переменного тока в постоянный подключают посредством провода клемму N исходного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный к источнику переменного тока и подключают клемму L исходного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный к клемме N дополнительного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный, при этом клемма N исходного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный и клемма L дополнительного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы источников постоянного тока.

12. Способ по п. 10, в котором при последовательном подключении преобразователей напряжения переменного тока в постоянный подключают клемму L дополнительного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный к клемме N Р-го преобразователя напряжения переменного тока в постоянный, при этом клемма N исходного преобразователя напряжения переменного тока в постоянный и клемма L Р-го преобразователя напряжения переменного тока в постоянный являются входными клеммами сформированной группы источников постоянного тока, при этом входная клемма L Р-го преобразователя напряжения переменного тока в постоянный подключена посредством провода к внешнему источнику напряжения переменного тока.

13. Способ по любому из пп. 1, 2, 3, 7, в котором используют источники постоянного тока одинакового номинала мощности.

14. Способ по п. 13, в котором используют источники постоянного тока одинакового/различного номинала напряжения.

15. Способ по п. 1, в котором подключают посредством проводов нагрузку В4 между плюсовой и минусовой клеммами первого дополнительного источника постоянного тока, при этом один из проводов, подключенный к минусовой клемме первого дополнительного источника постоянного тока, является вторым общим минусовым проводом, а другой из проводов, подключенный к плюсовой клемме второго дополнительного источника постоянного тока, является вторым общим плюсовым проводом,

подключают вторую нагрузку В5 между вторым общим плюсовым и вторым общим минусовым проводами, при этом для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первого дополнительного источника постоянного тока, подключают плюсовую клемму второго дополнительного источника к второму общему плюсовому проводу в точке подключения второй нагрузки В5,

подключают третью нагрузку В6 между вторым общим плюсовым и вторым общим минусовым проводами, при этом для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки В6, превышающей использованную номинальную мощность первой группы источников, подключают плюсовую клемму К-го источника ко второму общему плюсовому проводу в точке подключения третьей нагрузки В6,

подключают N-ю нагрузку между вторым общим плюсовым и вторым общим минусовым проводами, при этом подключают плюсовую клемму исходного источника постоянного тока к общему плюсовому проводу в точке подключения N-й нагрузки.

16. Способ последовательного подключения дополнительных источников постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при увеличении нагрузки, заключающийся в том, что

подключают посредством проводов первую нагрузку В1 между плюсовой и минусовой клеммами исходного источника постоянного тока, соблюдая полярность, при этом один из указанных проводов, подключенный к плюсовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим плюсовым проводом, а другой из проводов, подключенный к минусовой клемме исходного источника постоянного тока, является общим минусовым проводом,

используют первый дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первичного источника постоянного тока, и подключают плюсовую клемму первого дополнительного источника постоянного тока к минусовой клемме исходного источника постоянного тока, причем исходный и первый дополнительный источники постоянного тока образуют первую группу источников, при этом плюсовая клемма исходного источника постоянного тока и минусовая клемма первого дополнительного источника постоянного тока являются выходами первой сформированной группы источников,

подключают вторую нагрузку В2 между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают минусовую клемму первой сформированной группы источников к общему минусовому проводу в точке подключения второй нагрузки,

используют второй дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность первой группы источников, и подключают плюсовую клемму второго дополнительного источника постоянного тока к минусовой клемме первого дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый и второй дополнительные источники постоянного тока образуют вторую группу источников, при этом плюсовая клемма исходного источника постоянного тока и минусовая клемма второго дополнительного источника постоянного тока являются выходами второй сформированной группы источников,

- подключают третью нагрузку В3 между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают минусовую клемму второй сформированной группы источников к общему минусовому проводу в точке подключения третьей нагрузки,

- используют К-й дополнительный источник постоянного тока для выравнивания величины напряжения в сети при подключении нагрузки, превышающей использованную номинальную мощность (К-1) группы источников, и подключают плюсовую клемму К-го дополнительного источника постоянного тока к минусовой клемме (К-1) дополнительного источника постоянного тока, причем исходный, первый, второй … и К-й дополнительные источники постоянного тока образуют К-ю группу источников, при этом плюсовая клемма исходного источника постоянного тока и минусовая клемма К-го дополнительного источника постоянного тока являются выходами К-й сформированной группы источников,

- подключают N-ую нагрузку ВN между общим плюсовым и общим минусовым проводами, при этом подключают минусовую клемму К-й сформированной группы источников к общему минусовому проводу в точке подключения N-й нагрузки.

17. Способ по пп. 1-16, в котором используют дополнительные источники постоянного тока с одинаковым номиналом напряжения, равном номиналу напряжения источника постоянного тока, к которому производится подключение, и с одинаковой/различной номинальной мощностью и подключают указанные дополнительные источники постоянного тока параллельно по меньшей мере одному источнику постоянного тока.