Система электроснабжения на два уровня напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02J7/24 

11

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электро- снабжения автомобилей и сельскохозяйственных машин с дизельными двигателями .

Цель изобретения - повышение надежности работы системы, увеличение срока службы второй аккумуляторной батареи и улучшение массогабаритных показателей системы электроснабжения.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема системы электроснабжения на два уровня напряжения .«

Система содержит вентильный синхронный генератор с обмоткой 1 якоря и выводами 2-4 фаз обмотки якоря, подключенными к входу первого выпря мительного Mocta 5, включающего ды 6 - 11, непосредственно, а к входу второго выпрямительного моста 12, включающего диоды 13-18, - через электрические конденсаторы 19-21, с обмоткой 22 возбуждения, соединенной выводами с выходом регулятора 23 напряжения, вход которого включен совместно с потребителями 24 напряжения низкого уровня между плюсовым 25 и минусовым 26 выводами первого выпрямительного моста, первую аккуму ляторную батарею 27, минусовой вывод которой соединен с минусовым выводом 26 первого выпрямительного моста а плюсовой вывод связан с плюсовым выводом 25 первого выпрямительного моста 5, вторую аккумуляторную батарею 28, включенную плюсовым выводом к плюсовому выводу 29 второго выпрямительного моста, а минусовым выводом к плюсовому выводу первой аккумуляторной батареи, пороговый элемент 30, подключенный входом между плюсовым и минусовым выводами второй аккумуляторной батареи, а выходом через усилитель 31 мощности, связанный с цепями управления управляемого ключа 32, посредством которого осуществлена связь между плюсовыми выводами первой аккумуляторной батареи и первого выпрямительного моста.

Пороговый элемент 30 и усилитель 31 мощности могут быть выполнены по схеме регулятора напряжения .Я 112 А с включенным .на выход регулятора напряжения элементом НЕ, на выход которого подключена обмотка контакто

72

ра с замыкающими.контактами, являющимися управля,емым ключом 32,

В случае использования в качестве управляемого ключа 32 размьжающего управляемого ключа элемент НЕ на выходе регулятора напряжения может отсутствовать, а выход регулятора напряжения в этом случае подключается на вход обмотки контактора с размыкающими контактами, являющегося управляемым ключом 32,

Другим вариантом исполнения порогового элемента 30, усилителя 31 мощности и управляемого ключа 32 является реле, обмотка которого включена между плюсовой и минусовой клеммами выводов второй аккумуляторной батареи, а замыкающие контакты в це- пи питания обмотки контактора - с

замыкающими контактами,Причем обмотка контактора может питаться как от,первой аккумуляторной батареи, так и от второй аккумуляторной реи япи от. двух аккумуляторных батарей напряжением 24 В.

Возможен бесконтактный вариант выполнения управляемого ключа 32, Между плюсовым выводом второго выпрямительного моста и минусовым выводом первого выпрямительного моста могут подключаться потребители 33 напряжения 24 В, Вентильный синхронный генератор приводится во вращение от двига-

теля внутреннего сгорания автомобиля или сельскохозяйственной машины. Фазы вентильного синхронного генератора могут соединяться звездой или треугольником. Для питания потребитеней по низкому уровню при неработающем генераторе необходимо ввести дополнительно размыкающий контакт 34 с управляющей цепью, подключенный к выходу первого выпрямительного

моста,.

В качестве управляющей цепи и размыкающего контакта может использоваться электромагнитное реле 35, Устройство работает следующим

образом,

В первом режиме работы, когда нгшряжение второй аккумуляторной батареи 28 выше напряжения срабатывания порогового элемента 30, что

свидетельствует о высоком уровне ее заряженности, управляемый ключ 32 з 1мкнут. При этом первая аккумуляторная батарея, 27 и потребители по низшему уровню напряжения получают

313

электроэнергию от вентильного синхронного генератора через первый выпрямительный мост 5. Кроме этого, потребители 33 по высшему уровню нап- пряжения, вторая аккумуляторная ба- тарея 28 с соединенными последова- тельно с ней и параллельно между собой первой аккумуляторной батареей 27 и потребителями 24 по низшему уровню напряжения -получают электро- энергию от удвоителя напряжения, выполненного на конденсаторах 19-21 и выпрямительных мостах 5 и 12,

Удвоитель напряжения работает следующим образом. В каждый момент времени заряжается конденсатор, подключенный к тому выводу фазы обмотки

1якоря вентильного синхронного генератора, напряжение на котором наиболее отрицательно. Так, например, если ., где U, U, U - по- тенцлалы выводов 2-4 фаз, то заряжается конденсатор 21 по цепи: вьшод

2фазы обмотки якоря, диоды 9 и 15, конденсатор 21, вывод 4 фазы обмотки якоря, обмотка 1 якоря. Заряд конденсаторов осуществляется до напряжения близкого к максимальному мгновенному значению линейного напряжения обмотки 1 якоря.

В тот же момент времени разряжается конденсатор, подключенный к той фазе обмотки 1 якоря, напряжение которой наиболее положительно. Например, конденсатор 19 разряжается по цепи: вывод 2 фазы обмотки якоря, конденсатор 19, диод 16, потребители 33 по высшему уровню напряжения с аккумуляторными батареями 28 и 27 и потребителями 24 по низщему уровню напряженияi диод 7, вывод 4 фазы обмотки якоря, обмотка якоря. Регулятор 23 напряжения поддерживает постоянным напряжение на первой аккумуляторной батарее 27 и потребителях 24. Напряжение на второй аккумуляторной батарее равно разности напряжений на выходе удвоителя напряжения и на выходе первого выпрямительного моста.

Так как в этом режиме работы об-с мотка 1 якоря подключена через первый выпрямительный мост 5 к первой аккумуляторной батарее 27, являкицей ся источником противоЭДС, то ток на выходе первого выпрямительного моста 5 носит явно выраженный пульсир о- щий характер. При этом пульсации тоН

O

5

0

5 0

5 0 5

0

674

ка, отнесенные к величине его постоянной составляющей, приблизительно равны величине пульсации напряжения на выходе первого выпрямительного моста 5, отнесенной к разности постоянной составляющей этого напряжения и противоЭДС.

Таким образом, относительная величина пульсаций тока превосходит относительную величину пульсации напряжения на выходе первого выпрямительного моста 5. Причем моменты достижения током на выходе первого вы v прямительного моста амплитудного значения совпадают с моментами достижения линейным напряжением обмотки I якоря амплитудного значения. Искажение формы тока на выходе первого выпрямительного моста 5 и, следовательно, тока в обмотке 1 якоря приводит к искажению формы линейного напряжения обмотки якоря. Причем за счет возрастания тока в моменты времени, близкие к моментам достижения напряжением амплитудных значений к дополнительной подгрузке обмотки якоря, уменьшаются амплитуды значения линейных напряжений обмотки якоря. Это уменьшение амплитудных значений напряжения не компенсируется регулято-( ром 23 напряжения, так как он стабилизирует среднее значение напряжения на выходе первого выпрямительного моста, а оно остается постоянным, поскольку фильтрующее действие емкости первой аккумуляторной батареи не сказывается на постоянной составляющей напряжения.

Во втором режиме работы устройства, когда напряжение второй аккумуляторной батареи 28 меньше напряжения срабатывания порогового элемента, что свидетельствует о сильном разряде второй аккумуляторной батареи, управляемый ключ 32 размыкается.

При этом ток заряда первой аккумуляторной батареи 27 через первый выпрямительный мост 5 прекращается, что приводит к уменьщению напряжения на первой аккумуляторной бата- р.ее по сравнению с этим напряжением в первом режиме. Кроме того, с отключением первой аккумуляторной бата реи от первого выпрямительного моста прекращается искажающее действие противоЭДС на ток и линейное напряжение в обмотка якоря, что влечет за

513

собой возрастание амапитудного значения линейного напряжения обмотки якоря по отношению к этому значению напряжения в первом режиме. Следовательно, возрастает напряжение на выходе удвоителя напряженияь

Возрастание напряжения на выходе удвоителя напряжения и уменьшение а напряжения первой аккумуляторной батареи во втором режиме работы по от- ношению к первому режиму работы приводит к увеличению напряжения . заряда и тока заряда второй аккумуля торной батареи, что ускоряет ее заряд.

После пуска двигателя внутреннего сгорания обе аккумуляторные батареи являются разряженными, причем первая аккумуляторная батарея разряжает ся больше, чем вторая, так как к ней подключены стояночные потребители. Управляемьш ключ 32 размыкается и осуществляется ускоренный заряд второй аккумуляторной батареи и заряд первой аккумуляторной батареи тем же током, что и заряд второй аккумуляторной батареи. В момент времени, когда вторая аккумуляторная батарея зарядится до достаточного уровня, уг управляемый ключ 32 замыкается, ток заряда второй аккумуляторной батареи уменьшается. Зато резко возрастает ток заряда первой аккумуляторной батареи, так как она начинает получать электроэнергию через первый выпрямительный мост. К концу рабочего дня обе аккумуляторные 6ci- тареи оказываются заряженными до тре буемого уровня.

Обеспечение регулирования тока заряда второй аккумуляторной батареи позволяет улучшить условия ее работы, срок ее службы и надежность работы всей системы электроснабжения в целом.

Кроме того, обеспечение увеличения напряжения на выходе удвоителя напряжения позволяет уменьшить массу

Составитель И, Найдина Редактор Н. Тупица Техред л.Олийнык Корректор М. Демчик

Заказ 2522/50 Тираж 618Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

67 6

и габариты системы электроснабжения, так как в этом случае уменьшается требуемая емкость конденсаторов.

Формула изобретения

Система электроснабжения на два уровня напряжения, содержащая вен- тильный синхронный генератор с обмоткой якоря, выводы которой подключены к входу первого выпрямительного моста непосредственно, а к входу второго выпрямительного моста - чере электрические конденсаторы, причем плюсовой вывод первого выпрямительного моста соединен с минусовым выводом второго выпрямительного моста, а с обмоткой возбуждения, подключенной к выходу регулятора напряжения, вход которого подключен между плюсовым и минусовым выводами первого выпрямительного моста совместно с потребителями по низшему уровню напряжения, перву с) аккумуляторную батарею минусовой вывод которой соединен с минусовым выводом первого выпрямительного моста, а плюсовой вывод связан с плюсовым выводом первого выпрямительного моста, вторую аккумуляторную батарею, минусовой вывод которой соединен с плюсовым выводом первой аккумуляторной батареи, а плюсовой вывод соединен с плюсовым выводом второго выпрямительного моста, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, улучн1ения ее массогабаритных показателей и увеличения срока службы второй аккумуляторной батареи, дополнительно введен управляемый ключ для связи между плюсовыми выводами первой аккумуляторной батареи и первого выпрямительного моста, по- роговьгй элемент, подключенный входом между плюсовым и минусовым выводами второй аккумуляторной батареи, а выходом связанный с цепя.ми управления управляемого ключа.

Изобретение относится к электро технической промьппленности, в частности, к системам электроснабжения автомобилей и сельскохозяйственных машин с дизельными двигателями.Цель изобретения - повышение надежности и увеличение срока службы аккумуля- . торной батареи (АБ). При высоком уровне заряженности второй АБ 28 ключ 32 замкнут. Первая АБ 27, потребители по низшему уровгао напряжения получают энергию от вьтрямитель- ного моста 5. Потребители 33 по высшему уровню, а также последовательно включенные АБ 28 и параллельная цепь из АВ 27 и потребителей 24 получают энергию от удвоителя напряжения, выполненного на конденсаторах 19, 20, 21 и выпрямительных мостах 5 и 12. В случае сильного разряда АБ 28 ключ 32 разомкнется. Заряд АБ 27 через выпрямительный мост 5 прекратится. Напряжение на выходе удвоителя возрастает и увеличится ток заряда АБ 28. Обеспечение регулирования тока заряда батареи 28 увеличивает срок ее службы и повышает надежность работы всей системы. 1 ил. (Л