Передвижная осветительно-зарядная электроустановка Советский патент 1992 года по МПК H02J7/00 H02J7/10 

Изобретение относится к передвижным источникам электрической энергии и может быть использовано для питания осветительной и другой нагрузки переменного напряжения, а также для заряда аккумуляторных батарей.

Известны передвижные осветительные электростанции, содержащие электроагрегат с генератором переменного напряжения, осветительные средства и кабельную сеть У .

Недостатком этих электростанций является ограниченная область применения, поскольку источник обеспечивает питание лишь потребителей переменного напряжения,

Известны также передвижные зарядные электростанции, содержащие электроагрегат с генератором постоянного

тока и универсальное зарядно-распре- делительное устройство Y.

Недостатком зарядных электростанций является ограниченная область применения ввиду того, что способны питать лишь потребители постоянного тока.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является передвижная зарядная электростанция ЗСБ- ВЗ-М1, содержащая бензоэлектрический агрегат с генератором постоянного тока, к зажимам которого подключено зарядно-распределительное устройство-, имеющее зарядные группы с выключателем, реостатом, индикатором и двумя зажимами для подключения аккумуляторных батарей У,

VJ VI XI

ю

О

Недостатком зарядном электростанции ЭСБ-4ВЗ-М1 является невозможност обеспечить питание осветительной нагрузки, что при наличии резерва мощности снижает эффективное использование установленной мощности электростанции .

Цель изобретения - эффективное использование мощности установки.

Цель изобретения достигается тем, что в осветительно-зарядной электроустановке, содержащей электроагрегат к зажимам которого подключено заряд- но-распределительное устройство,имеющее N зарядные группы с N выключателями, реостатом, индикатором и двумя зажимами для подключения аккумуляторных батарей, к шинам электроагрегата переменного напряжения подключены орган измерения мощности, выпрямитель,и осветительная нагрузка, выход органа измерения мощности соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, разряды выхода которого подключены к соответствующим разрядам второго входа первого сумматора, входа регистра и первого входа первого сумматора, разряды второго входа которого соединены с соответствующими разрядами инверсного выхода четвертого инвертора, разряды входа которого связаны с соответствующими разрядами выхода первого задающего регистра и первого входа первого числового компаратора, выход больше которого связан с первым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, через делитель импульсов с генератором импульсов и вторым входом второго эле мента И, первый вход которого подключен к выходу меньше первого числового компаратора, а выход,- к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого связан с выходом первого элемента И, а разряды выхода - с Соответствующими разрядами входа дешифратора, нулевой и N-быходы которого соединены с ь/ода- ми соответственно первого и второго элементов HF, инверсные выходы которых подключены к третьим входам соответственно второго и первого элементов И, кроме того выходы дешифратора с первого по (N-1) элементов ИЛИ, выходы которых связаны с уп0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

равляющими входами соответствующих с первого по (М-1)-й выключателей, причем N-й выход дешифратора подключен к последним входам элементов ИЛИ и к управляющему входу последнего N-ro выключателя, кроме того, выход третьего элемента И соединен с входом записи регистра, инверсный выход которого подключен к первому входу второго сумматора, разряды выхода которого соединены с соответствующими разрядами второго входа второго числового компаратора и первого входа третьего числового компаратора, второй вход которого подключен к выходу второго задающего регистра,а выход меньше - к входу третьего элемента НЕ, инверсный выход которого соединен с четвертым входом первого элемента И, пятый вход которого связан с выходом больше числового компаратора, выход меньше которого соединен с четвертым входом второго элемента И, а разряды первого входа - с соответствующими разрядами выхода первого сумматора, кроме того, первый полюс выпрямителя подключен через выключатель к первому зажиму зарядных групп, а второй полюс - к второму зажиму зарядных групп.

Орган измерения мощности, аналого- цифровой преобразователь и их связи обеспечивают формирование кода под ключенной нагрузки. Первый задающий регистр устанавливают код мощности электроагрегата. Второй задающий регистр устанавливает код квантования по мощности, величина которого пропорциональна мощности. При изменении суммарной нагрузки, превышающей эту величину, подается сигнал на включение или отключение части зарядной нагрузки, Числовой компаратор выполняет двойную функцию: во-первых, он осуществляет сравнение кода мощности электроагрегата с кодом подключенной нагрузки, во-вторых, он осуществляет включение и отключение необходимого числа зарядных групп. Первый, второй элементы И и их связи обеспечивают формирование команд на включение или отключение зарядных групп. Реверсивный счетчик, дешифратор, элементы ИЛИ и их связи обеспечивают включение или отключение соответствующих выключателей. Первый, третий и второй элементы НЕ обеспечивают соответственно запрет команды на вкдачение или отключение зарядных групп. Регистр предназначен для запоминания кода нагрузки на время между оче- редными измерениями. Первый и второй сумматоры обеспечивают формиро- вание на выходе соответственно резерва мощности и кода нагрузки включенной или отключенной зарядной группы. Второй числовой компаратор осуществляет сравнение кода резерва мощности с кодом нагрузки включенной или отключенной последней зарядной группы и осуществляет закрытие или от-- крытие первого или второго элемента И. Третий числовой компаратор обеспечивает открытие первого элемента И в случае, если код нагрузки включенной группы больше или совпадает с кодом квантования по мощности. Делитель импульсов устанавливает время подачи импульсов на включение или отключение зарядных групп,

На чертеже представлена схема пе меньше первого 7 компаратора, а выход - к вычитающему входу реверси ного счетчика 13, суммирующий вход которого связан с выходом первого 8 элемента И, а разряды выхода - с со ответствующими разрядами входа дешифратора 14, нулевой и N-й выходы которого соединены с выходами соответственно второго 19 и первого 18 элементов НЕ, инверсные выходы кото

редвижной осветительно-зарядной элек- 25 рых подключены к третьим входам сотроустановки,

Осветительно-зарядная электроустановка содержит электроагрегат 1 переменного напряжения, орган 2 измерения мощности, выпоямитель 3, осветительную нагрузку 4, аналого-цифровой преобразователь 5, первый задающий регистр 6, первый компаратор 7 первый 8, второй 9, третий 10 элементы И, генератор 11 импульсов, делитель 12 импульсов, реверсивный счетчик 13, дешифратор 14, элементы ИЛИ 15(N-1), выключатели 16-1,,,16-N, зарядные группы 17т1... 17-N, первый 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 элементы НЕ, ре-- гистр 22., первый 23, второй 24 сумматоры, второй 25 и третий 26 компараторы, второй 27 задающий регистр, к шинам электроагрегата 1 переменного т.ока подключены орган 2 измерения мощности, выпрямитель 3 и осветительная нагрузка 4, выход органа 2 измерения мощности соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 5, разряды выхода которого подключены к сооответствующим разрядам второго входа первого 7 компаратора, второго входа первого 23 сумматора, входа регистра 22 и первого входа первого 23 сумматора, разряды второго входа которого соединены с соответствующими разрядами инверсного выхода чет

772016

вертого 21 инвертора, разряды входа которого связаны с соответствующими разрядами выхода первого 6 задающего регистра и первого входа первого 7 компаратора, выход больше которого связан с первым входом первого 8 элемента И и первым входом третьего 10 элемента И, второй вход которого 0 соединен с вторым входом первого элемента И 8, через делитель 12 импуль - сов с генератором 11 импульсов и вторым входом второго 9 элемента И, пер- вый вход которого подключен к выходу

меньше первого 7 компаратора, а выход - к вычитающему входу реверсивного счетчика 13, суммирующий вход которого связан с выходом первого 8 элемента И, а разряды выхода - с соответствующими разрядами входа дешифратора 14, нулевой и N-й выходы которого соединены с выходами соответственно второго 19 и первого 18 элементов НЕ, инверсные выходы которых подключены к третьим входам со0

ответственно первого 8 и второго 9 элементов И, кроме того выходы дешифратора 14 с первого по (М-1)-й соединены с соответствующими входами соответствующих элементов ИЛИ 15т1... 15(N-1), выходы которых связаны с управляющими входами выключателей 16-1...16-N, причем N-й выход дешифратора 14 подключен к последним входам элементов ИЛИ 15-1..15-(N-1) и к управляющему входу выключателя 16-N,кроме того выход третьего 10 элемента И соединен с входом записи регистра 22, инверсный выход которого подключен к первому входу второго 24 сумматора, разряды выхода которого соединены с соответствующими разрядами второго входа второго 25 компаратора и первого входа третьего 2б ком- 5 паратора, второй вход которого подключен к выходу второго 27 задающего регистра, а выход меньше - к входу третьего 20 элемента НЕ, инверсный выход которого соединен с четвертым входом первого 8 элемента И, пятый вход которого связан с выходом больше второго 25 компаратора, выход

5

0

0

меньше которого соединен с четвертым входом второго 9 элемента И, а разряды первого входа с соответствующими разрядами выхода первого 23 сумматора, кроме-того первый полюс выпрямителя 3 подключен через выключатель к первому а зажиму зарядных

групп, а второй полюс - к второму Ъ зажиму зарядных групп.

Передвижная осветительно-зарядная электроустановка работает следующим образом.

Подачей сигнала на шину Сброс счетчик 13 переводится в нулевое состояние. Появляется сигнал на нулевом выходе дешифратора И, который инвертируется в низкий уровень элементом НЕ 18 и закрывает элемент И 9 по третьему входу. Регистром 6 задается мощность электроагрегата 1, а регистром 27 - код квантования по мощности. Если мощность осветительной нагрузки k равна мощности электроагрегата 1, то появляется сигнал на выходе органа 2 измерения мощности, который поступает на вход аналого- цифрового преобразователя 5, на выходе которого, на первом входе сумматора 23, на втором входе сумматора 24 и на входе регистра 22 появляется код равный коду на выходе регистра 6 Сигналы на выходе компаратора 7 отсутствуют. Элементы И 8, 9, Ю закрыты и не пропускают импульсы через делитель 12 с генератора 11. При снижении мощности осветительной нагрузки k появляется резерв мощности. Код на выходе аналого-цифрового преобразователя 5 уменьшается и на выходе больше компаратора 7 появляется сигнал, который открывает элемент И 10 по первому входу и начинает пропускать импульсы с выхода делителя 12, с приходом первого импульса в регистр 22 с выхода аналого-цифровог преобразователя 5 заносится код мощности осветительной нагрузки k. На инверсном выходе регистра 22 появляется обратный код осветительной нагрузки , который поступает на первый вход сумматора 2k с приходом второго импульса с выхода делителя 12, Одновременно на первый вход сумматора 23 и второй вход сумматора 2k поступает код осветительной нагрузки k, а с инверсного выхода элемента НЕ 21 - обратный код мощности электроагрегата 1. На выходе сумматора 23 появляется код разности мощности эле ктроагрегата 1 и мощности осветительной нагрузки k (код резерва мощности) , а на выходе сумматора 2k - код разности предшествующей мощности осветительной нагрузки k до ее снижения и мощности текущей осветитель0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ной нагрузки k (код рассогласования) . Если код резерва мощности больше кода рассогласования, то появляется сигнал на выходе больше компаратора 25, который подготавливает элемент И 8 по пятому входу. Если код рассогласования больше или равен коду квантования по мощности на выходе регистра 27, то на выходе компаратора 26 меньше появляется нулевой уровень, который инвертируется элементом НЕ 20 в высокий уровень, который поступает на четвертый вход элемента И 8. Элемент И 8 открывается и начинает пропускать импульсы с генератора 11 через делитель 12, Импульсы с выхода элемента И 8 проходят на суммирующий вход счетчика 13. Код на его выходе начинает возрастать и дешифрируется дешифратором Ik, С приходом первого импульса появляется сигнал на первом выходе дешифратора 14 и через элемент ИЛИ проходит сигнал на управляющий вход выключателя 16-1, который включает зарядную группу на заряд, В случае, когда мощность, потребляемая зарядной группой ( включенной на заряд, меньше имевшегося резерва мощности, сигнал на выходе больше компаратора 25 и 7 не исчезает. Если код рассогласования в этом случае также больше или равен коду квантования по мощности, то элемент И 8 остается открытым. Через элемент И 8 проходит ,. второй импульс с выхода делителя 12 на суммирующий вход счетчика 13. При этом появляется сигнал на втором выходе дешифратора 14, который через элементы ИЛИ 15-1 и 15-2 поступает на управляющие входы выключателей 16-1 и 16-2, В дополнение к уже включенной зарядной группе 17-1 подключается на заряд зарядная группа 17-2.

Аналогично при наличии сигнала на выходах больше компаратора 7 и 25 и отсутствии сигнала на выходе меньше компаратора 26 подключаются и остальные зарядные группы.

Если резерв мощности превышает мощность, потребляемую всеми зарядными группами, то одновременно с подачей сигнала с N-ro выхода дешифратора 14 на подключение зарядной группы 17-N поступает сигнал на вход элемента НЕ 19. На его инверсном выходе появляется низкий уровень., кото91

рый закрывает элемент И 8 по третьем входу.

Если при подключении на заряд очередной зарядной группы будет превышен резерв мощности электроустановки, то на выходе больше компаратора 7 и 25 сигнал исчезает, а появляется на выходе меньше. С выхода делителя 12 через элемент И 9 проходит импульс на вычитающий вход счетчика 13. На выходе дешифратора 1 соответствующем номеру подключенной зарядной группы сигнал исчезает и группа отключается. Вместе с тем, на выходе меньше компаратора 26 появляется высокий уровень, который инвертируется в низкий элементом НЕ 20. Элемент И 8 закрываетс по четвертому входу, предотвращая дальнейшее прохождение импульсов на суммирующий вход счетчика 13.

Таким образом, схема обеспечивает заряд аккумуляторных батарей и одновременно питание осветительной на- грузки.

Формула изобретения Передвижная осветительно-зарядная электроустановка, содержащая элект- регенератор ограниченной мощности с зажимами для подклгчения измерительных и силовых цепей зарядно-распреде лительного устройства, каждая из зарядных групп в котором содержит клем мы для подключения аккумуляторной батареи, выключатель, реостат и индикатор, отличающаяся тем, что, с целью эффективного использования ее мощности, электрогенератор выполнен на основе генератора переменного напряжения, к выходу которого через орган измерения мощности подключены осветительная нагрузка и выпрямитель для питания силовых це- пей зарядно-распределительного устройства, а измерительные цепи последнего подключены к выходу органа измерения мощности и выполнены на основе аналого-цифрового преобрази- вателя, разряды выхода которого подключены к соответствующим разрядам входа задающего регистра и первого и второго входов первого сумматора, разряды второго входа которого сое-

1 10 динены с соответствующими разрядами инверсного выхода четвертого инвертора, разряды входа которого связаны с соответствующими разрядами выхода первого задающего регистра и первого входа первого числового компаратора, выход Больше которого связан с первым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, через делитель импульсов - с генерато- ром импульсов и вторым входом второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу Меньше первого числового компаратора, а выход - к вычитающему входу реверсивного счетчика, суммирующий вход которого связан с выходом первого элемента И, а разряды выхода - с соответствующим разрядами входа дешифратора, нулевой и N-й выходы которого соединены с входами соответственно первого и второго элементов НЕ, инверсные выходы которых подключены к третьим входам соответственно второго и первого элементов И, кроме того, выходы дешифратора с первого по (N-1) через соответствующие элементы ИЛИ связаны с управляющими входами выключателей зарядных групп, а N-й выход дешифратора непосредственно соединен с управляющим входом выключателя N-й зарядной группы, кроме того, выход третьего элемента И соединен с входом записи регистра, инверсный выход которого подключен к первому входу второго сумматора, разряды выхода которого соединены с соответствующими разрядами, второго входа второго числового компаратора и первого входа третьего числового компаратора, второй вход которого подключен к выходу ВТОРОГО задающего регистра, а выход Меньше1.1 -к входу третьего элемента НЕ, инверсный выход которого соединен с четвертым входом первого элемента И, пятый вход которого связан с выходом Больше второго числового компаратора, выход Меньше которого соединен с четвертым входом второго элемента И, а разряды первого входа - с соответствующими разрядами вы хода первого сумматора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автономным системам электроснабжения осветительных сетей и зарядных агрегатов, ель изобретения - эффективное использование мощности электроустановки. Ее генератор переменного тока через орган измерения его мощности обеспечивает питание цепей электроосветительной нагрузки и зарядно-рас- пределительного устройства, Силовые цепи последнего образованы зарядными группами аккумуляторных батарей1. Выбор режима работы и коммутация, зарядных групп посредством выключателей осуществляется цифровым программным устройством. Алгоритм его работы учитывает изменение осветительной нагрузки в условиях заданной ограниченной мощности генератора, 1 ил. сл с