Система электроснабжения на два уровня напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02J7/14 

(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ДВА УРОВНЯ НАПРЯ ЕНИЙ

Изобретение относится -к электротехни ке и может быть использовано в система ектроснабжения аля автономных объек тов, требующих разных уровней напряже-i 1НИЙ при одном источнике энергии, преjHMymecTBeHHD идля систем электроснаб- жения автомобилей, тракторов и железнодорожного транспорта. Известны системы электроснабжения, в которых для получения двух уровней напряжения применен генератор с двумя якорными обмотками, каждая из которых соединена со.своим выпрямителем и аккумуляторными батареями llНедостатком этой системы йвляется низкая технологичность изготовления гене ратора. Известна другая система электроснабжения, в которой для получения второго уровня использован полупроводниковый преобразователь, вход которого соединен с выходом основного выпрямителя, а выход, через свой выпрямитель, подключен JK аккумуляторной батарее второго уровня 2. Недостатком этого устройства является большая сложность и высокая стоимость преобразователя, что ограничивает область применения. Наиболее близким техническим решени«ем к данному изобретению является система электроснабжения на два уровня напряжений, содержащая синхронный генератор, якорная обмотка которого подключена к выпрямителю нижнего уровня напряжения я первичной обмотке трансформа то-ра, вторичная обмотка которого соединена с выпрямителем высокого уровня напряжения, оба выпрямителя соединены последовательно, и аккумуляторную батарею с средним выводом, при этом плюсовой вывод выпрямителя высокого уровня соединен с плюсовым выв о дом аккумуляторной батареи, а минусовой вывод выпрямителянизкогоуровня сминусовым выводом аккумуляторной батареи, средний вывод которой подключен к общей точке сое366динения выпрямителей, причем обмотка возбуждения генератора одним выводом подключена к входу исполнительного органа регулятора напряжения, измерительный орган которого подключен к выпрямителю нижнего уровня з. Недостатком этой системы является низкая надежность, связанная с тем, что при коммутации нагрузок нижнего уровня, а для подавляющего большинства энергосистем все нагрузки, кроме стартера запуска двигателя, подключены к нижнему уровню, возникают импульсные перенапряжения, которые могут вывести из строя транзисторы исполнительного органа регулятора напряжения. Применение же регулятора, подключенного целиком к высокому уровню, снижает точность поддержания напряжения на нижнем уровне. Целью изобретения является повышение нацежносТи. Поставленная цель достигается тем, что другой вывод обмотки возбуждения подключен к плюсовому выводу выпрямителя высокого уровня. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная скема энергосистемы на два уровня напряжений., Сгаторная обмотка 1 генератора присоединена к выпрямителю 2, анод 3 которого являете клеммой системы нижнего уровня напряжения, и к первичной обмотк 4 трансформатора, вторичная обмотка 5 которого в свою очередь присоединена к Ш)1прямителю 6, анод 7 которого является клеммой системы верхнего уровня напряжения. К клемме 3 нижнего уровня на пряжения присоединены нагрузка 8 и еы- вод Э измерительного органа регулятора напряжения 10. К клемме 7 верхнего уровня напряжения присоединены обмотка возбуждения 11 генератора, включенная последовательно с исполнительным органом (клемма 12 регулятора напряжения 10), и нагрузка системы верхнего уровня напряжения, например стартер 13 и аккумуляторная батарея 14, средняя точка которой соединена с клеммой 3 систе мы нижнего уровня напряжения; 15 включатель пуска двигателя автомобиля. Система электроснабжения работает следующим образом. Замыканием включателя 15 пускается двигатель и через клиноременную переда чу приводится во вращение синхронный генератор со статорной обмоткой и обмо кой возбуждения 11. При изменении скоptXJTH вращения и нагрузки генератора из меняется уровень напряжения между клем- . мой 3 и массой, а также между клеммой 7 и массой. Измерительный орган регулятора напряжения 10 воздействует на исполнительный орган регулятора и, тем самым воздействуя на величину тока, поддерживает .постоянство напряжения между клеммой 3 и массой. Однако, напряжение ме.ж- i цу клеммой 7 и массой при увеличении нагрузки генератора с клеммы 3 должно возрастать на величину падения напряжения на выпрямителе 2. Этот вредный фактор в значительной степени сглаживается тем, что при увеличении тока нагрузки с клеммы 3 возрастает ток возбуждения, т.е. ток нагрузки с.клеммы 7 и падение напряжения на активных сопротивлениях обмоток 4 и 5 трансформатора и- на выпрямителе 6. В то же время, резкий сброс нагрузки с клеммы 3 вызьшает резкий всплеск пе- :ренапряжения на клемме 3. Если бы обJMOTKa возбуждения 11 была бы включена |на эту клемму, то ее активное сопротивление должно было бы быть малым и недостаточным для погашения импульса перенапряжения на силовом трансформаторе исполнительного органа. Так, в существующей системе электроснабжения автомобиля ЗИЛ-130 сопротивление обмотки возбуждения 3,7 Ом. При включении обмотки возбуждения на клемму 24 В при сохранении мощности возбуждения активное сопротивление обмотки Возбуждения равно 15 Ом, т.е. в 4 раза больше, .тогда как амплитудное значение импульса перенапряжения на выходе трансформатора только вдвое больше. Причем увеличенное в 4 раза индуктивное сопротивление обмотки возбуждения и индуктивное сопротивление обмоток трансформатора сглаживают импульс, растягивают его фронт, в результате чего измерительный .и исполнительный органы регулятора напряжения успевают срабатывать на погашение импульса по амплитуде. Таким образом, силовой транзистор исполнительного органа защищается от выходу из строя. Система предназначена прежде Всего ДЛЯ использования на автомобилях с дизельными двигателями, где условия пуска двигателей требуют повышения напряжения. Формула изобретения Система электроснабжения на два уровня напряжений, содержащая синхронный ге56нератор, якорная обмогка которого поцклю чена к выпрямителю нижнего уровня напряжения и первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с выпрямителем высокого уровня напряжения, оба выпрямителя соединены последовательно,и аккумуляторную бата рею со средним выводом, при этом плюсовой вывод выпрямителя высокого уровня соединен с плюсовым выводом аккумуляторной батареи, а минусовой вывод выпрямителя низкого уровня с минусовым выводом аккумуляторной батареи, средний вывод которой подключен к общей точке соединения выпрямителей, причем обмотка возбуждения генератора одним выводом подключена к входу исполни- 5 тельного органа регулятора напряжения, измерительный орган которого подключен к выпрямителю нижнего уровня, отличагоща я-ся тем, что, с целью повышения надежности, другой вьгоод обмотки возбуждения подключен к плюсовому выводу выпрямителя высокого уров я. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3793544, 32О-Г7, 1974. 2.Патент США № 3667025, 320-15, 1972, 3.Патент США№ 3962621, кл. 32Л-15, 1976.