Устройство для питания нагрузки Советский патент 1979 года по МПК H02J7/34 H01M10/42 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

то время как другой Конденсатор запасает энергию от источщика.

Целью нзобретеяия является улучшоше удельных энергетических показателей устройства. Это достигается тем, что устройCTI30 сна бжепо конденсатором и двумя ткристорами, соеднненнымн последовательно-согласно, при этом анод одного тпрпстора соединен с положнтельной клеммой, катод другого - с отрицательюй клем, выходной дпагоналп мостового зы1грямптоля, а точка соединення этих тпрпстор015 через конденсатор подключена ко второму выводу линейного дросселя, связанного неносредственно с точкой соединения секций ахкумуляторной батареи.

На фиг. 1 нредета.влена ирпнинииа.тьная электрическая схема ycTpoiicTBa.

Источник / напряжения неременного тока подключен через линейный дроссель 2 ко в.ходной диагонали выпрямителя 3, два плеча которого, прилегающие к его выходной диагонали, образованы тиристорами 4, о, а два другие-конденсаторами 6, 7, иричем иолол нтельиая 8 и отрицательная 9 кле.ммы выходной диагонали выпрямителя 3 через вентили 10, 11 соедиггены с одиоименными клеммами 12, 13 иагрузкн 14 ц двухсекционной аккумуляторной батарен 15, точка соединения секций 16, 17 которой евязаиа с одннм из выводов лииейг,ого дросселя 18, дополнительный конденеатор

19,два тиристора 20, 21, соединенных ноеледователыю-СОгласно и блок 22 ко;ггроля ианряжения и управлепия тиристорг.ми. Анод тиристора 20 соединен с иоло кительной 8, катод тиристора 21 - с отрицательной 5 клеммами выходной диагонали мостового выпрям1ггеля 3, а точка их соединения через конденсатор 19 иодключеиа ко зторому выводу линейного дросселя 18.

Вариант электрической схемы устройства изображеи на фиг. 2. Отличительной особенностью этой схемы является то, что линеГ ный дроссель 18 одним своим выводом соединен с одиой из выходных клемм выпрямителя 3, например с клеммой 8, а другим - с течкой соединения вентилей 10,

20,при это.м конденсатор 19 оказывается подсоединенным между точками соединения секций 16, 17 аккумуляторной батареи 15 и тиристоров 20, 21. Такое схемиое решение позволяет использовать дроссель 18 одновременно и как фильтр для улучшения качества передаваемой в нагрузку электрической энергии.

Работу устройства, ноказанного на фиг. 1, условно можно разделить на два режима:

В первом режиме электрическая энергия от источника / напряжения переменного тока передается в нагрузку М только через аккумуляторную батарею 15. Во втором режиме часть энергии передается в наnn.Q. /4 нрппгплтгткрННо. МИНУЯ батаоею

15, а час1ь энергии иоступает поочередно в секции 16 и /7 батареи.

Питание нагрузки 14 от источннка / в нервом режиме работы устройства осуществляется 13 том случае, Хогда максимальное значение ианряжения на выходе выпрямителя 3 меиьше величины иаиряжения на аккумуляторной батарее 15. Параметры лиисйнего дросселя 2 и конденсаторов 6, 7 выбраны такими, чтобы частота собственных колебаний контура, образованиого линейным дросселем 2, конденсатором 6 (7), вентилем 4 (5) была выше частоты источннка -/ п liO велнчиие составляла иримерно 1,05 - 1,40 от частоты источника. В этом случае заряд конденсаторов 6 (7) осун1,ествляется в течещ-ш нромежутка времени 1ь равного 0.7 -0,95 от длительности . нолуиериода изменения нитающего иапряжеиня, т. е.

/. /-1 +/,2.

Работает устройство в исрвом режиме с;1едующим образом.

Пусть в одии, иаиример иоложнтельный нолуиериод измеиения напряжения иеточника 1, от момента времени равного нулю до момента времени м, при котором (u/i---v.b заряжается конденсатор б выпрямителя 3 до некоторого значения иаиряжения, равного 0,5 UQ, но цеии: вентиль 4, конденсатО) 6, дроееель 2, источник , где UQ - - макснма;1ьнос значение наиря/ -;е11ИЯ на выходе выирямнтеля 3. В другой (отрицательный) нолунсрнод изменения наиряжения источника / в течение промежутка времени, равного /., заряжается конденсатор 7 та1сже до нанряжения 0,5 UQ иоиени: вентиль 5, источник /, дроссель 2, коидеисатор 7. Таким образом, за часть иериода изменения наиряжения источника /, ра;5иую (л4-Л1) (2.-т- -ло), ианряжение на выходе выпрямителя о етаиет (равным UQ. Это соответетвует момеиту времени /2- В этот момент с блока 22 управления нодается сигнал управления на управляючций электрод, наиример, тиристора 20, который открывается, и секция 17 аккумуляторной батареи 15 оказывается подключеииой через дроеель 8 к трем последовательно еоединенным и согласно действуюи им коиденсаторам 6, 7 и 19. Величииа емкости коиденсатора 6 (7) больще величииы емкости конденсатора 19, а соотнощения между ними выбра ны такими, чтобы за промежуток времени, равиый /.-2, конденсаторы 6, 7 полностью разрядились до нуля, а конденеатор 19 - перезарядился до нанряження 0,5 (7ДБ обратной полярности. Таким образом, за период изменения нанряжения источника / секция 17 аккумуляториой батареи 15 получила энергию от конденсаторов 6, 7, накопленную последними в этот же нериод. В следующий период изменения напряжения источника / за промежуток времени, равный (n + li), конденсаторы 6, 7 вновь зарядятся каждый до напряжения 0,5 UQ.

В этот момент подается сигнал правления с блока 22 управления на управляющий электрод тиристора 21, который открыг ается, и секция 16 батареи /5 оказывается подключенной через дроссель 18 также к 5 трем последовательно соединенным конденсаторам 6, 7 и 19, суммарная величина напряжения ;которых равна (f/o + 0,5J7AE ). Далее процессы Б системе периодичеси повторяются.

Во втором режиме, при котором часть электрической энергии от источника / через выпрямитель 3 передается в пагрузку 14 непосредственно в промежуток времени, когда мгновенное значение на выходе 15 выпрямителя больше напряжения на батарее 15.

TaKiiM образом, устройство для питания нагрузки обеспечивает передачу электрической энергии потребителям, наиряжение 20 которых вьпие значения наиряжения на выходе выпрямителя, т. е. питание иагрузки при напряжении, величина которого иревышает максимальное значеиие напряжения на нагрузке в устройстве-прототипе. Кроме того, при значении наиряжения на выходе ыпрямителя, ио величине большего значепия напряжения иа аккумуляторной батарее, нагрузка получает часть электрической энергии от источника напряжения переменпого тока через выпрямитель непосредственно, мипуя промежуточное накопление энергии в аккумуляториой батарее (что имеет место в прототипе), в .результате чего уменьшаются иагрев аккумуляторной бата- S5 реи и потери электрической энергии, вызваные зарядом батареи от источника через выирямитель и последующим разрядом на нагрузку. Таким образом, изобретение позволяет улучшить удельные энергетические 40 оказатели устройства для пптаиия нагрузи и одновременно .расширить диапазон реулирования величины наирял ения на нагр зке, что оеобешю важно в системах электроснабжения с низковольтными источниками электрической энергии иеременного тока.

Формула изобретения

Устройство для питанпя нагрузки, содержащее источник напряжения переменного тока, подключемныГг через первый ли}1ейный дроссель ко входной диагонали двухполупериодного мостового выпрямителя, два плеча которого, прилегаюгцпе к его выходной дпагоиалп, образованы соединенными последовательно-согласно вентилями, например управляемыми тиристорами, а два другие - ко1;денсаторал1и, полож1ггельпая и отрипательиая клеммы выходной диагопалп выпрямителя через вентили соединены с одноименными клемма ли нагрузки и двухсекционной аккумуляторной батареи, точка соедииеиия секций которой связана с одним выводом второго лииейного дросселя, и блок контроля напряжения и управлеиия тиристорами, о т л и ч а ю гц е е е я тем, что, с целью улучщепия удельных энергетических иоказателей, оно спабжсио конденсатором и двумя тиристорами, соедииепными иоследовательно-еогласно, при этом анод одного тиристора соединеи с положительной, катод другого - с отрицате.изио клеммами выходной диагонали мостового выпрямителя, а точка соедииеиия этпх тиристоров через доиолнительный кондеиеатор подключена ко второму выводу второго лпне11ного дросселя.

Источники информации, иринятыс во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельст зо СССР АО 470022, кл. Н 01 М 10/42, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР .YO 479185, кл. Н 01 М 10/42, 1975.