Система для резервного питания нагрузки постоянным током Советский патент 1983 года по МПК H02J7/34 H02J9/00 

Изобретение относится к резерви рованным системам питания, а именно к области коммутации секционированных аккумуляторных батарей, в автоматических электропитающих уста новках (ЭПУ). Известна схема коммутации автома тической ЭПУ, обеспечивающая безобрывное подключение к нагрузке допол нительных аккумуляторов, включение зарядного выпрямителя и заряд основ, ных и дополнительных элементов до 2,3 В на элемент/tllйедостатками данной схемы являет ся то, что падение напряжения на вентилях безобрывной коммутации умень шает напряжение на нагрузке в первый момент пропадания сети. Кроме того, в режиме заряда вентили могут ложно открываться, что резко снижае н адежность ЭПУ и не обеспечивает, дозаряд аккумуляторов. Наиболее близка по технической сущности к предлагаемой схема для резервного питания нагрузки, в кото рой увеличена надежность работы как нагрузки, так и всей системы питани путем обеспечения заданного напряже ния на нагрузке во время коммутационных процессов и полного отключения от нагрузки аккумуляторной бата реи во время ее заряда 2 . Известное устройство работает сл дующим образом. В буферном режиме буферный выпря митель питает нагрузку, и ток нагру ки протекает через включенный датчик тока. Выключен резервный зарядный выпрямитель - катушки контакторов обесточены. Дополнительная аккумуля торная батарея содержится выпрямителем. При пропадании напряжения питающей сети буферный выпрямитель и датчик тока выключаются. Через размыкаю щий контакт датчика тока включается контактор и блокируется своим блокконтактом и контактом вольтметрового реле. Аккумуляторные батареи подключают ся к нагрузке. На время переброса контактов ток разряда аккумуляторов основной батареи протекает через вентиль и размыкающий контакт контактор При появлении напряжения питающей сети включается буферный выпрямитель, датчик тока, резервный заря ный выпрямитель и контактор. Контактор срабатывает. Все аккумуляторы подключаются к резервному зарядному выпрямителю. При этом аккумуляторные батареи и резервный зарядный выпрямитель oтключaютdя от нагрузки и буферного выпрямителя. Питание нагрузки зо время заряда аккумуляторных батарей осуществляется от буферного выпрямителя. При пропадании напряжения питающей сети во время заряда аккумуляторных батарей буферный.выпрямитель, резервный зарядный выпрямитель, датчик тока и контактор выключаются. В первый момент времени все аккумуляторы подключаются к нагрузке через замыкающийконтакт контактора и тиристор, что обеспечивает напряжение на нагрузке в заданных ГОСТом пределах . Для того, чтобы тиристор не открывался при кратковременных уменьшениях напряжения на выходе буферного выпрямителя, обусловленных переходными процессами, в цепи управления тиристора установлен источник дополнительного напряжения, включенный навстречу отпирающему напряжению. После срабатывания элементов автоматики все аккумуляторы подключаются к нагрузке. Аналогичный процесс происходит и при аварии буферного выпрямителя во время заряда аккумуляторных батарей. Недостатком известного устройства является возможность ложного срабатывания тиристора при появлении сети в начале заряда аккумуляторных батарей. Так как катод тиристора подключен к выходу буферного выпрямителя, напряжение которого увеличивается постепенно, катод тиристора при появлении сети может оказаться отрицательным по отношению к аноду. При этом тиристор ложно срабатывает, подключает аккумуляторную батарею к нагрузке, вследствие чего нарушается работа всей ЭПУ до момента сгорания тиристора, не рассчитанного, на длительную работу. : Цель изобретения - повышение надежности системы для резервного питания нагрузки постоянным током. Поставленная цель достигается тем, что в систему для резервного питания нагрузки постоянным током, состоящую из основной и дополнительной аккумуляторных батарей, соединенных последовательно, вольтметрового реле, подкюченного параллельно основной аккумуляторной батарее, буферного выпрямителя, подключенного параллельно нагрузке, датчика тока в цепи нагрузки, резервного зарядного выпрямителя, минус которого соединен с минусом буферного выпрямителя, двух контакторов, катушки которых включены параллельно нагрузке, и тиристора, анод которого подключен к замыкающему контакту одного контактора, а катод - к размыкающему контакту другого контактора, причем плюс дополнительной аккумуляторной батареи подключен к нагрузке через замыкающий контакт одного и размыкающий контакт другого контакторов, минус основной аккумуляторной батареи подключён К нагрузке непосредственно, точка соединения основной и дополнительно батарей соединена с точкой соединения плюса резервного зарядного выпрямителя, замыкающего контакта одного и размыкающего контакта другого контакторов через размыкающий контакт одного контактора, параллел но которому включен вентиль в орямом направлении, параллельно датчику тока включен блок управления, первый выходной вывод которого соединен с катодом тиристора, а второй - с управляющим электродом тиристора. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Схема содержит буферный выпря- ; митель 1, датчик тока 2.1 с размыкающим контактом 2.2, резервный зарядный выпрямитель 3,- основную §1 ккумуляторную батарею 4, дрполни тельную аккумуляторную батарею 5, выпрямитель содержания 6, тиристор блок управления 8 , контакторы 9.1 с контактами 9.2, 9.3 и Контактор 10.1 с контактом 10.2, вентиль безобрывной коммутации 11, вольтметровое реле 12. Буферный выпрямитель 1 подключен к клеммам нагрузки. В минусовой нагрузочной шике установлен датчик то ка 2.1, параллельно которому подклю чен блок управления 8. Плюс резерв-ного выпрямителя 3 подключен к размыкающему контакту 10.2, замыкающему контакту 9.3, аноду тиристора 7, размыкающему контакту 9.2 и катоду вентиля 11, а минус запараллелен с минусом буферного выпрямителя 1. Плюс основной аккумуляторной батареи 4 соединен с минусом дополнител ной аккумуляторной батареи 5, анодо вентиля 11 и размыкающим контактом 9.2, а минус запараллелен с мин сом нагрузки. Плюс дополнительной аккумуляторной батареи 5 подключен к замыкающему контакту 9.3 и плюсу выпрямителя содержания 6, минус которого соединен с минусом аккумулят ной батареи 5. Катод тиристора 7 подключен к размыкающему контакту 10.2, плюсу н грузки и первому выходному вьгеоду блока 8 управления, второй выходной вывод которого подключен к упра ляющему электроду тиристора 7. Пара лельно основной аккумуляторной бата рее 4 подключено вольтметровое реле 12. Устройство работает следующим об разам. В буферном режиме буферный выпря митель 1 питает нагрузку, и ток нагрузки протекает через датчик тока 2,1. Датчик тока 2.1 включен, ре зервный зарядный выпрямитель 3 выключен, катушки контакторов 9.1 и 10.1 обесточены. Дополнительная аккумуляторная батарея 5 содержится выпря-мителем 6. При пропадании напряжения питающей сети буферный выпрямитель и дат- чин тЪка выключаются. Через размыкающий контакт 2,2 датчика тока включается контактор 9.1 и блокируется своим блок-контактом 9.3 и контактом реле 12 вольтметрового реле. Аккумуляторные батареи через замыкающий контакт 9.3 и размыкающий контакт 10,2 подключаются к нагрузке. На время переброса контактов контактора 9.1 ток разряда аккумуляторов основной батареи 4 протекает через вентиль 11 и размыкающий контакт 10.2. При появлении напряжения питающей сети включаются буферный выпрямитель 1, датчик тока 2.1, резервный зарядный выпрямитель 3 и контактор 10.1. Контактор 10.1 срабатывает через размыкающий контакт 2.2 и блок- контакт контактора 9.1. Через замыкающий контакт 9,3 все аккумуляторы подключаются к резервному зарядному выпрямителю 3. Размыкающим контактом 10.2 аккумуляторные батареи 4 и 5 и резервный зарядный выпрямитель 3 отключаются от нагрузки и буферного выпрямителя 1. Питание нагрузки во время заряда аккумуляторных-батарей 4 и 5 осуществляется от буферного выпрямителя 1. В отличие от прототипа в момент появления сети тиристор не может ложно открыться, так как управляющий импульс формируется блоком 8 только в момент пропадания сети. При пропадании напряжения питающей сети во время заряда аккумуляторных батарей буферный выпрямитель 1, рез.ервр ный зарядный выпрямитель- 3, датчик тока 2.1 и контактор 10.1 выключаются. Одиночный импульсный сигнал длительностью порядка 10 мс с блока 8 управления открьшает тиристор 7 , и в первый мсянент времени все аккумуляторы подключаются к нагрузке через замыкающий контакт 9.3 и тиристор 7, что обеспечивает напряжение на нагрузке в заданных ГОСТом пределах. Блок 8 управления может содержать, например, оптрон, два транзистора, конденсатор и импульсный трансформатор. После срабатывания элементов автоматики аккумуляторы подключаются к нагрузке через замыкающий контакт контактора 9.1 и размыкающий контакт контактора 10.1. Аналогичный процесс происходит и при аварии буферного выпрямителя 1 во время заряда аккумуляторных батарей.

Предлагаемая система устраняет возможность ложного срабатывания элементов автоматики, что значительно повышает надежность всей |электропитаю1дей установки в целом.

СИСТЕМАдля РЕЗЕРВНОГО ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ,. состоящая из основной и дополнитель ной аккумуляторных батарей, Соедй-т ненных последовательно, вольтметрового реле, подключенного параллельно основной аккумуляторной батарее/ буферного выпрямителя, подключенного параллельно нагрузке, датчика тока в цепи нагрузки, резервного зарядного выпрямителя, минус которо го соединен с минусом буферного выпрямителя, двух контакторов, катушки которых включены параллельно наг .рузке, и тиристора, анод которого подключен к замыкающему контакту одного контактора, а катод - к размыкающему контакту другого контактора, причем плюс дополнительной аккумуляторной батареи подключай k нагрузке через замыкающий контакт одного и размыкающий контакт другого контакторов, минус, основной аккумуляторной батареи подключен к нагрузке непосредственно, точка соединения основной и дополнительной аккумуляторных батарей соединена с точкой соединения плюса резервного зарядного выпрямителя, замыкающего контакта одного и размыкающего контакта -другого контакторов через размыкаЛщий контакт одного контактора,параллельно которому включен вентиль в прямом направлении,отличающаяс я тем, что, с целью увеличения надежности работы как нагрузки, так и всей системы питания путем исключения ложных срабатываний элементов автоматики, параллельно датчику тока включен блок управления, первый выходной вывод которого соединен с катодом тиристора, а второй - с управляющим электродом тиристора.