Устройство для питания нагрузки Советский патент 1984 года по МПК H02J7/34 

00

оо

05

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для питания постоянным током автоматических систем.

Известно устройство для питания нагрузки, содержащее генератор постоянного тока (ГПТ), буферную аккумуляторную батарею (АБ), ограничитель заряда батареи (ОЗБ), автомат подключения генератора (АПГ), коммутатор цепи заряда батареи и корректирующую систему, подключенную входом к ограничителю заряда батареи, а выходом к автомату подключения генератора 1.

Известно также устройство для питания нагрузки, содержащее генератор постоянного тока, буферную аккумуляторную батарею, ограничитель заряда батареи, автомат подключения генератора, коммутатор цепи заряда батареи, счетчик числа срабатываний ограничителя заряда батареи и функциональный преобразователь, выход которого соединен с ограничителем заряда, а выход связан со счетчиком 2.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для питания нагрузки, содержащее генератор постоянного тока, буферную аккумуляторную батарею , параллельно которой включены автомат подключения генератора и ограничитель заряда батареи, связанные с коммутатором цепи заряда, счетчик разрядных циклов, входом соединенный с ОЗБ, а выходом подключенный к первому входу функционального преобразователя, второй вход которого связан с включенным последовательно с батареей датчиком тока, а выход функционального преобразователя подсоединен к АПГ 3.

Однако известные устройства недостаточно надежны в случае резкЬпеременной нагрузки, когда при наличии тока ГПТ батарея может оказаться не только в состоянии «Заряд, но и в состоянии «Разряд без коммутации цепи между генератором и батареей.

Цель изобретения - повыщение надежности устройства в условиях резкопеременного энергопотребления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для питания нагрузки, содержащее генератор постоянного тока, выходные клеммы для подключения нагрузки, параллельно которым подключены последовательно соединенные аккумуляторная батарея и датчик тока, автомат подключения генератора, ограничитель заряда батареи, счетчик циклов заряда, функциональный преобразователь, соединенный с выходами датчика тока и счетчика циклов, коммутатор цепи заряда, соединенный с выходами автомата подключения генератора и ограничителя заряда батареи, снабжено включенным последовательно с аккумуляторной батареей индикатором разряда, выход которого связан с входом счетчика разрядных циклов.

При этом выход индикатора разряда связан с входом счетчика разрядных циклов через реле времени.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Параллельно последовательному соединению АБ 1 с датчиком 2 тока и индикатором 3 разряда подключены нагрузка 4, ОЗБ 5 и АПГ 6, выходом связанный с первым входом коммутатора 7 цепи заряда батареи,

включенным в цепь заряда АБ 1 от ГПТ 8. С вторым входом коммутатора 7 цепи заряда батареи соединен ОЗБ 5. Функциональный преобразователь 9 входами связан с датчиком 2 тока и со счетчиком 10 циклов, который входом через реле 11 времени

соединен с выходом индикатора 3 разряда. Индикатор 3 разряда может быть выполнен в виде порогового датчика 12 тока с двумя вентилями 13 и 14, первый из которых соединен последовательно с пороговым датчиком 12 и включен в направлении протекания разрядного тока, а второй вентиль 14 включен параллельно последовательному соединению элементов 12 и 13 в направлении протекания зарядного тока. Вентили 13 и 14 предназначены для обеспечения протекания через датчик 12 только разрядного тока с возможностью протекания через АБ 1 тока в двух направлениях.

Устройство работает следующим образом.

Заряд ,АБ 1 производится до срабатывания ОЗБ 5, выполненного в виде порогового датчика максимального напряжения, который выдает сигнал в коммутатор 7 цепи заряда батареи на отключение АБ 1 от ГПТ 8. Коммутатор 7 разрывает цепь заряда и батарея 1 переходит в разрядный режим на нагрузку 4. При снижении напряжения на АБ 1 до минимального АПГ 6 выдает команду на коммутатор 7 и ГПТ 8 подключается к батарее 1 для ее заряда.

Величина напряжения срабатывания АПГ 6 корректируется сигналом поправки из функционального преобразователя 9, который постоянно отслеживает изменение величины разрядного тока АБ 1 и состояние счетчика 10. Состояние этого счетчика

изменяется в зависимости от количества разрядных циклов батареи 1, регистрируемого индикатором 3 разряда, причем сигнал на- вход счетчика 10 циклов поступает только в ,том случае, есди величина разрядного тока превыщает определенное минимальное

значение, на которое настроен пороговый датчик 12 тока, а продолжительность разряда больще задаваемой в реле 11 времени уставки. Это означает, что при формировании поправки к величине напряжения срабатывания АПГ 6 учитываются только дик лы, влияющие на снижение емкостных показателей АБ 1, т.е. превыщающие по уровню разрядного тока и продолжительности

разряда, а следовательно, по глубине циклнрования некоторые минимальные для аккумуляторов определенных типоразмера и электрохимической системы значения. Таким образом, порог срабатывания автомата 6 в любой момент времени представляет собой функционал, зависящий от величины разрядного тока и номера цикла батареи 1, величина которого обеспечивает постоянный запас емкости АБ 1. Структура функционального преобразователя 9 может быть определена аналитической зависимостью между напряжением, током, количеством циклов и остаточной емкостью АБ 1, уточненной по экспериментальным данным.

- Использование изобретения позволит повысить надежность устройства для питания нагрузки в условиях резкопеременного энергопотребления за счет снижения погрешности измерения количества зарядно-разрядных циклов АБ. Это обусловлено тем, что учитывается не только циклирован 1е батареи, происходящее при коммутации цепи между ГПТ и АБ, но и циклирование

без коммутации этой цепи при подключенном ГПТ и АБ, когда последняя переводится в разрядный режим из-за недостаточной мощности ГПТ при пиковом потреблении. Более точный учет количества циклов приводит к снижению погрещности при их измерении и на основе увеличения при этом точности формирования поправки к напряжению срабатывания АПГ и достоверности обеспечения требуемой величины необходимого запаса остаточной емкости батареи обеспечивает повышение i надежности устройства. Максимальный положительный эффект от использования предлагаемого решения достигается в системах с эксплуатацией устройства для питания нагрузки в два этапа, первый из которых характеризуется тем, что происходит многократное циклирование АБ в условиях резкопеременного энергопотребления, а на втором этапе эксплуатации происходит только разряд со снятием предельной емкости, причем ни номер цикла, ни глубина разряда в момент перехода с первого на второй этап эксплуатации заранее неизвестны.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ, содержащее генератор постоянного тока, выходные клеммы для подключения нагрузки, параллельно которым подключены последовательно соединенные аккумуляторная батарея и датчик тока, автомат подключения генератора, ограничитель заряда батареи, счетчик циклов разряда, , функциональный преобразователь, соединенный с выходами датчика тока и счетчика циклов, коммутатор цепи заряда, соединенный с выходами автомата подключения генератора и ограничителя заряда батареи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства в условиях резкопеременного энергопотребления, оно снабжено включенным последовательно с аккумуляторной батареей индикатором разряда, выход которого связан с входом счетчика разрядных циклов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выход индикатора разряда связан с входом счетчика разрядных циклов через реле времени. (Л