Система заряда от источника постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H02J7/10 

(5.1) СИСТЕМА ЗАРЯДА ОТ 1СТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО ТОКЛ

Предлагаемое устройство относится к преобразова:гелям . riociOHHiioro капряже я, обесисчивйющим заданный режим заряда аккумуллтгфьах . питающихся от нсточиика с 1 змеияю1дк 1ся )Я ке1ч- ем, которые стзбявизируют например, заряд тяговых аСкумуляюрОЕ кс: тактно-аккумуляторясго элек7роподЕ1; а Ого состава,

.;цестна устройство, Б котором ддя повышения иапряженпя на нагрузке последовате ьио с ;ей включен индуктивный накопитель., запасающий .зперг.ч при отпираiimi тиристорпого прерывателя, шунтирующего нагрузку и последовательно включенный с нею диод |.j.

Недостатком йзвестногс устройства является то, что. оно iie позволяет получ{Г Ь среднее напряжен., на нагрузке меньшее напряжения источника питания.

Й.эвестны ,так. устройства для стаб.илизацпи процесса заряда аккумуляторных батарей, регу.диру1ощие свое выходное напряжение вверх и вниз от уровня напряжгн:.ч нитающеГг сети |2|.

Из известных устройств 535 бОЛее близким по технической сущности является устррйство 3, содержащее индуктивный}s.8копитель, включенный последовательпо с а;х.кумуляториой батареей и 1чунт;фо5анпый имеете с нею обратным дипдом, а также тирис горный прерыватель, главный TiipucTop которого Бключе носледователыю а зярй.з,ную iienb. Энергия, запасаемая нри этом

51 П дуктизном нако1Н Тсле, носле запирания iC; -n:iaTCJHi поступает в аккумуляторы.

{ сдос аткол прототина яолястся то, что в нем необходим, как м 1инмум, трехопераниоииыи преобразователь, ибо кроме тиристоро.г С.ПМСГО широтного прерыватсля в нем имеется егце ij .допол 1 тельный тиристор, трсбук) отделыюго канала- управления.

О.елью .данного предложення является обкспечепие р.асн иреииого дияназпиа регу лирепаиня вь ходного нанрг жеНгя с номонлью более iipocToro прерывателя, то есть vnpoi...eiuie ycTpoiicTBa.

Постянлениая цель достигается подкл о чеиием контура кo iмyгaцнн тиристоргшго прег:Ь пателя к аноду главного пфистора, I к точке соединеи Я индуктивного нзксиите.мя т батареей.

На чертеже г1редста Лена пр« ; а1:1иаль паи электрическая схема устройства. .Контур коммутации, состоящий из конденсатора 1, дросселя перезаряда 2 и вспомогательного тиристора 3, через разделительный диод 4 включен параллельно главному тиристору 5 и аккумуляторной батарее 6, вместе с индуктивным накопителем 7 шунтирована обратным диодом 8 Устройство работает с той же частотой, что известные устройства. В квазиустаповившемся режиме в момент закрытого состояния прерывателя ток заряда батареи, поддерживаемый энергией, запасенной в индуктивном накопителе 7, замыкается через обратный диод 8. Если напряжение источника питания выше ЭДС аккумуляторной батареи 6, то при подаче в начале каждого рабочего цикла на управляющий электрод главного тиристора 5 отпирающего импульса, получаемого от непоказанного на чертеже блока управления, контролирующего величину зарядного напряжения или тока, этот тиристор отпирается п аккумуляторная батарея,вместе с индуктивным накопителем 7 оказывается подключенной к напряжению источника. При этом ток в батарее нарастает. Под действием суммарного напряжения источника питания и индуктивного накопителя главный тиристор отпирается и тогда, когча напряжение источника .становится ниже ЭДС батареи, но в этом случае ток в батарее все-таки будет убывать. , Для запирания главного тиристора 5 отпирается вспомогательный тиристор 3, в результате чего коммутирующий конденсатор 1 колебательно перезаряжается по цепи «1 - 2-3-1 первый раз, а затем током индуктивного накопителя 7 по цепи «1-4-7-источник питйния-1 во второй раз. Когда в процессе первого перезаряда конденсатор I к главному тиристору 5 по цепи «6- 5--2-3-4-б оказывается приложенным обратное напряжение, он запирается. При этом через батарею проходит импульс разрядного тока, создающий эффект заряда аккумуляторов током обратной полярности. Такой режим заряда, при котором импульсы зарядного тока чередуются с небольшими импульсами разрядного тока, уменьшает влияние возкикающей в аккумуляторах устранимой поляризации и тем.самым повышает эффективность заряда. Вспомогательный тиристор 3 запирается во бремя второго перезаряда конденсатора. Как и в известных устройствах, коммутирующий кондекса ор 1 после запирания обоих тиристоров оказывается подключенным на суммарное напряжение источника питаиия и индуктивного накопителя 7. Поэтому коммутирующий конденсатор заряжается до напряжения, равйого сумме наприженйй НСТОЧНЯК8 птания и аккумуляторной баталии. Разделительный диод 4, препят Луя в момент отпирания главного тирисора 5 разряду конденсатора I до уровня напряжения батареи б, ооеспечивает позы ишние коммутирующей способности прерыателя. После запирания главного тиристора 5 происходит увеличение напряжения, прикладываемого к индуктивному накопителю 7, до величины, равной сумме напряжений источника питания и коммутирующего конденсатора. При обратном перезаряде коммутирующего конденсатора в индуктивном накопителе запасается энергия, которая в конце импульсного цикла каждый раз по цепи «7-8-6-7 поступает в батарею. Поэтому среднее напряжение, подводимое к батарее, представляет сумму регулируемого напряжения, снимаемого с источника питания, и нерегулируемого напряжения вольтодобавки, а саморегулирование сводится лишь к изменению коэффициента заполнения главного тиристора 5. Блок управления поддерживает такую величину коэффициента заполнения главного тиристора, при которой суммарная величина энергии, подводимой к батарее, обеспечивала бы заданный.режим заряда. Благодаря энергии, запасаемой в индук тивном накопителе, удается повысить эффективность заряда аккумуляторов при снижении напряжения источника питания. За счет этой энергии заряд продолжается и в том случае, когда напряжение источника становится ниже ЭДС аккумуляторной батареи. Таким образом, предлагаемое устройство, используя энергию, запасаемую в конце каждого рабочего цикла в индуктивном накопителе, позволяет с помощью двухоперацион ного тиристорного прерывателя обеспечить расширенный диапазон регулирования выходного напряжения и тем самым стабилизировагь режим заряда тяговых аккумуляторных батарей контактно-аккумуляторного электроподвижного состава при колебаниях напряжения контактной сети. Теоретические исследования работы предлагаемого устройства подтверждают возможность повышения с помощью меньших затрат эффективности заряда тяговых аккуму.ляторных батарей во время нахождения электроподвижных единиц на электрифицированных участках, увелнчения количества аккумуляторов, включаемых последовательно в цепь батареи, и повышения мощности автономного источника питания, что в свою очередь позволяет увеличить радиус действия и скорость движения контактно-аккумуляторного электроподвижиого состава в автономном режиме работы. Расчеты показывают, что уменьшеиие количества полупроводниковых приборов и каналов регулирования прерывателя позволяет снизить стоимость устройства более чем на 30%.

Формула изобраения

Система заряда от источника постоянного тока, содержащая аккумуляторную батарею, индуктивный накопитель, включенный последовательно с батареей, и шунтированный вместе с нею обратным диодом, а также тиристорный прерыватель, главный тиристор которого включен последовательно в заряд: ную цепь и контур коммутации прерывателя, отличающаяся тем, что, с целью упрощения, контур коммутации тиристорного прерываи

|геля подключен к аноду главного тнристора и к точке соединения индуктивного накопителя с батареей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

;

1Г

л«

-о