Автономная система энергоснабжения Советский патент 1981 года по МПК H02J3/00 H02P9/10 

(54) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроте хнике и может быть использовано в автономных системах энергоснабжения преимущественно для систем энергоснабжения с импульсными нагрузками. Известны автономные системы энерг снабжения, содержащие генератор и ре гулятор напряжения, вход которого подключен к шинам питания нагрузки, а выход - к обмотке возбуждения гене ратора ГО . Недостатком такой ситсемы энерго снабжения является низкая точность поддержания напряжения при литании п требителей с импульсными характеристиками . Известны системы энергоснабжения, в которых для улучшения качестваэлектроэнергии при включении и отклю чении потребителей установлен дополнительный- инвертор, подключенный к тем же шинам нагрузки, и накопитель энергии, связантгй с инвертором. В такой энергосистеме инвертор выполняет роль дополнительной нагрузки при всплесках напряжения и- источника энергии при .провалах 2. Недостатком этой системы энергос.абжения является ее высокая стоимость и сложность. Наиболее близким техническим решением к изобретению является автономная система энергоснабжения, содержащая генератор, якорная цепь которого соединена с импульсной нагрузкой, датчик тока, включенный между генератором и импульсной нагрузкой, датчик режима работы импульсной нагрузки и регулятор напряжения, один вход которого соединен с якррнь1ми цепями ге-. нератора, а выход - с обмоткой возбуждеш1Я генератора. Обратная связь по току в этой системе выполнен-а в виде соединен1шх Последовательно датчика тока, дросселя насьш;ения и усилителя и включена на вход регулятора напряжения Сз}. Недостаток этой энергосистемы заключается в том, что для сохранения устойчивости системы необходимо умень шить коэффициент усиления контура регулирования по отклонению напряжения, что ухудшает точность регулирования напряжения в те прериоды работы, когда импульсный потребитель не включен. Цель изобретения - повышениеточности регулирования. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены низкочасто тный демодулятор -ой гармоники, фа-зосдвигающей блок, логический элемент и, функциональный преобразователь, пороговый элемент, блок задержки времени, триггер и задатчик уровня напря жения, причем выход, датчика тока через низкочастотный демодулятор i-ой гармоники, фаз о сдвигающий/ блок и триг гер соединен с одним входом логическо го элемента И, другой вход которого через блок задержки времени и пороговый элемент соединен с выходом пepeмeннo o, тока (якорными цепями) генератора, третий вход логического элемента И соединен с одним из,входов функционального преобразователя, вторым входом фазосдвигающего блока и выходом датчика режима работы импульсной нагрузки, а выход логического элемента И подключен ко второму входу функционального преобразователя, выход которого подключен ко второму входу регулятора напряжения, а выход задатчика уровня напряжения соединен со вторым входом порогового элемента. , На чертеже представлена блок-схем автономной системы энергоснабжения. Система содержит генератор 1, вход которого соединен с выходом регулятора 2 напряжения, датчик 3 тока, включенный между выходом генератора и входом импульсной- нагрузки 4, и датчик 5 режима работы импульсной на грузки 4, низкочастотный демодулятор 6 i-рй гармоники, фазосдвитающий блок 7, триггер 8, логический элемен И 9, функциональный преобразовател 10, пороговый элемент 11, .блок 12 за дерержки времени и задатчик 13 уров.н напряжения., причем выход датчика 3 тока через низкочастотный демодулятор 6, фазосдвигающий блок 7 и триггер 8 соединен с первым входом логического элемента И 9, второй вход которого через блок 12 задержки времени и пор говый элемент 1 1 соединен с выходом . генератора 1, третий ход логического элемента И 9, соединен с первым входом функционального преобразователя 10, со вторым входом фазосдвигающего блока 7 и выходом датчика 5 режима работы импульсной нагрузки 4, а выход логического элемента И 9 - со вторым входом функционального преобразователя 10. Задатчик 13 уровня напряжения соединен со вторым входом порогового элемента 11. Система энергоснабжения работает следующим образом. Стабилизация генератора 1, когда импульсная нагрузка 4 не включена, осуществляется регулятором 2 напряжения. Включение импульсной нагрузки 4 характеризуется появлением модуляции напряжения генера:тора 1, искажением синусоидальной формы кривой налряжения генератора 1 из-за ухудшения нагрузки и некоторым увеличением среднего уровня напряжения генератора Ij так как измерителый 1й о|)ган регулятора 2 реагирует на величину выпрямленного напряжения, а не на амплитуду переменного напряжения. Входной сигнал с датчика 3 тока попада ет в низкочастотный демодулятор 6 i-о.й гармоники, где из этого сигнала выделяется i-ая, например первая, гармоника сигнала модуляции. Эта низкочастотная гармоника, пройдя фазосдвигающий блок 7, который служит для регулировки сдвига фазы полезного сигнала, попадает на вход триггера 8. Последний формирует прямоугольный сигнал той частоты, которую имеет выделенная демодулятором 6 гармоника. Выходной сигнал триггера 8, пройдя логический элемент. И 9 и фунТсционапьный преобразователь 10, поступает в регулятор 2 напряжения. Наличие дополнительного управляющего сигнала на входе регулятора 2 (сиг ,нала прямоугольной формы от цепи токовой обратной связи) приводит к обратной модуляции напряжения генератора 1, что существенно снижает модуляцию от тока нагрузки. При та кой компенсации не требуется точного отслеживания формы модулирующего напряжения, что позволяет осуществить обратную связь по току простыми средствами. Ток, потребляемый импульсной нагрузкой 4, меняется в зависиомсти от режима -работы нагрузки 4 и может иметь два и более различных уровня, например холостой ход, 50% и 10% номинал ного значения и столько же значений угла сдвига фазы. В фазосдвигатющем блоке 7 по сигналу датчика 5 режима работы производится ступенчатый сдви фазы сигнала демодулятора 6, пропорциональный току нагрузки 4. Функциональный преобразователь 10 по сигналу от датчика режимы работы производит соответствующую коррекцию амплит ды сигнала, поступающего на вход регулятора 2. В качестве функционально го преобразователя может быть исполь зован делитель напряже.ния. Исключение ложного включения токовой обратной связи производится с помощью логического элемента И 9, срабатывающего при наличии двух блокирующих сигналов, от датчика 5 режима работы и от элемента 11. Выходной сигнал порогового элемента 11 по является лишь в том случае, если изза искажения формы кривой синусоиды рост ее амплитуды до величины, превы шающей эталонное напряжение задатчика уровня напряжения. Это исключает ложное включение обратной связи при колебаниях напряжения в переходных процессах, что повышает точность регулирования напряжения на импульсной нагрузке. Формула изобретения , Автономная система энергоснаблсени содержащая генератор , выход перемен ного тока которого соединен с импуль сной нагрузкой, датчик тока, включен ный между генератором и импульсной нагрузкой, датчик режима работы импульсной нагрузки и регулятор напоя жения, один вход которого соединен с выходом переменного тока генера тора, а выход регулятора напряжения с управляющим входом генератора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьш1ения точности регулирования напряжения, дополнительно введены низкочастотный демодулятор 1-ой гармоники, фазосдвигающий блок, логический элемент И, функциональный преобразователь, пороговый элемент, блок задеожки времени, триггер и задатчик уровня напряжения, причем выход датчика тока через низкачастотш 1й демодулятор 1-ой гармоники, фазосдвигающий блок и триггер связан с одним входом логического элемента И, другой вход которого через блок задержки времени и пороговьй элемент соединен с выходом пермениого тока генератора, третий вход логического элемента И соединен с одним из входов функционального преобразователя, вторым входом фазосдвитающего блока и выходом датчика режима работы импульсной нагрузки, а выход логического элемента И подключен ко второму входу функхщонального преобразователя, выход которого подключен ко второму входу peгvлятopa напряжения, выход задатчика уровня напряжения соединен со вторым входом Порогового элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Основы электрооборудования летательных аппаратов, под ред. Д.Э.Брускина, М., Высшая школа, 1978, с. 176. 2.Лазарев И.А. Синтез структуры систем электроснабэения летательнь1х аппаратов. М., Машиностроение, 1976 с. 220. 3.Морозовский В.Т. Системы электроснабжения летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1973, с. 165.

f

«

Л

«

Ъ

f

«