Устройство для имитации аккумуляторной батареи

Устройство для имитации аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть ислользовано в контрольно-испытательной аппаратуре систем электропитания автономных объектов, включающих первичный источник тока (ПИТ) и аккумуляторную батарею (АБ). Цель изобретения - обеспечение высокой точности воспроизведения эксплуатационных электрических параметров АБ. При имитации режима заряда АБ детектор направления тока (ДНТ) 6 переводит обратный преобразователь напряжения (ООН) 1 в режим работы инвертора , ведомого сетью, преобразующего ff о S (Л го to СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 Н 01 М 10/42 р

ff8 (1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3812791/24-07 (22) 11. 10. 84 (46) 15.12.86. Бюл. У 46 (72) В.В,Пугачев (53) 621.355.1 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 616669, кл. Н 01 М 10/42, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Н - 1072152, кл, Н 01 M 10/42, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к электротехнической промышленности и может

ÄÄSUÄÄ 1277251 А1 быть использовано в контрольно-испытательной аппаратуре систем электропитания автономных объектов, включающих первичный источник тока (ПИТ) и аккумуляторную батарею (AS). Цель изобретения — обеспечение высокой точности воспроизведения эксплуатационных электрических параметров АБ °

При имитации режима заряда АБ детектор направления тока (ДНТ) 6 переводит обратный преобразователь напряжения (ОПН) 1 в режим работы инвертора, ведомого сетью, преобразующего

1217251 внеpl ию ПИТ, включенного на выход

v<-тройства „Реверсивный счетчик (РС)

16 производит отсчет количества электричества, поступающего в имитируемую АБ„ Числовое значение кода РС 16 преобразуется преобразователем коданалог (ПКА) 8, сигнал с выхода которого осуществляет подстройку выходного напряжения регулируемого делителя напряжения (РДН) 13 пропорционально изменению ЭДС батареи при изменении степени ее заряженности, Выходной сигнал ПКА 8 воздействует на логарифмирующий усилитель (ЛУ) 9, передаточная характеристика которого соответствует зависимости внутреннего сопротивления АБ от величины емкости. ЛУ 9 моделирует сигнал, пропорциональный падению напряжения на внутреннем сопротивлении, Сигналы с ЛУ 9 и РДН 13 алгебраически складываются и формиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в контрольно-испытательной аппаратуре (КИА) систем электропитания (СЭП) автономных объектов, включающих первичный источник тока (ПИТ) и аккумуляторную батарею (AS).

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей путем обеспечения высокой точности воспроизведения эксплуатационных параметров батареи в различных режимах работы.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства.

Устройство содержит обратный преобразователь напряжения (ОПН) 1, блок 2 управления (БУ), сумматор 3, датчик 4 тока (ДТ), датчик 5 напряжения (ДН), детектор 5 напрагления тока (ДНТ), интегратор 7 количества электричества (ИКЭ), преобразователь

8 код-аналог (ПКА), логарифмирующий усилитель (ЛУ) 9, инвертирующий повторитель (ИП) 10, переключатель !1, источник 12 опорного напряжения (ИОН) и регулируемый де17итель 13 напряжения (РДН). ОПН 1 выполнен в виде выпрямителя с трансформатором сA cðåä5

10 !

30 руют сигнал, пропорциональный зарядному напряжению АБ. Этот сигнал является опорным и сравнивается с выходным напряжением устройства в блоке управления (БУ) 2. В результате на выходе устройства устанавливается напряжение, равное значению зарядного напряжения имитируемой ЛБ при текущем значении тока и емкости, зарегистрированной PC 16, При имитации режима разряда ЛБ происходит перекоммутация устройства и ОПН 1 начинает работать в режиме выпрямителя. Форми рование опорного сигнала в БУ 2 происходит аналогично режиму заряда с той разницей, что сигнал с ЛУ 9 поступает на вход сумматора 3 с измененной полярностью. Устройство воспроизводит зарядную и разрядную характеристики АБ в широком диапазоне изменения ее емкости. 1 ил. ней точкой, подключенного к ЬС-фильтру, выходные зажимы которого через коммутатор перекрестного типа и ДТ 4 связаны с выходом устройства. Такое выполнение ОПН 1 позволяет передавать .энергию как от сети переменного напряжения на выход устройства (к потребителям), так и принимать и передавать энергию с выхода устройства в сеть переменного напряжения. В качестве ДНТ 6 могут быть использованы усилитель-формирователь с блокирующимся электромагнитным реле на выхо-. де, входом через диод связанным с

ДТ 4, или триггер Шмитта, реагирующие только на полярность, например, зарядного тока„ ИКЭ 7 выполнен в виде преобразователя 14 тока в частоту (ПТЧ), реверсивным входом соединенного с ДТ 4, а выходом через размыкающий контакт дополнительного переключателя 15 с суммирующим и через замыкающий контакт переключателя 15 с вычитающим входами цифрового реверсивного счетчика 16. Коэффициент передачи по напряжению ИП 1О устанавлива — ется равным единице.

Устройство предназначено для воспроизведения эксплуатационных электричес ких паоамет р л АЬ н ря злнчных

3 !2772 режимах работы (заряд или разряд) и работает следующим образом.

В исходном состоянии выход устройства подключен к шинам распределения питания, которые соединены с потреби- g телями и источником постоянного тока, В зависимости от величины тока, потребляемого приборами, устройство может имитировать АБ в режиме разряда или в ре киме заряда. Положению иэоб- 10 раженных контактов переключателей 11 и 15 и коммутатора ОПН 1 на чертеже соответствует режим разряда имитируемой АБ. Нулевое состояние реверсив— ного счетчика 16 соответствует полно- 1 стью заряженной имитируемой батареи.

Предположим, что ток, потребляемый приборами, мал, а избыток мощности .поступает на вход устройства.

Датчик тока 4 регистрирует направление и величину тока на выходе устройства. Под действием полярности сигнала ДТ 4, соответствующей направлению тока с выхода на вход, ДНТ 6 25 вырабатывает сигнал, по которому переключаются контакты коммутатора ОПН

1 и переключателей 11 и 15, При этом

ОПН 1 переводится в режим работы инвертора, ведомого сетью, преобразуя 30 энергию источника постоянного тока и передавая ее в сеть переменного напряжения, Преобразователь 14 вырабатывает импульсы, частота следования которых пропорциональна величине сигнала ДТ 4. Данные импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 16, где производится отсчет ко— личества электричества, поступившего в имитируемую батарею. ПТЧ 14 выпол— нен с реверсивным входом, т.е. способен преобразовывать ток отрицательной и положительной полярности. При этом при работе по каналу тока положительной полярности имеет место бо- 4 льший период следования импульсов, чем при работе по каналу тока отрицательной полярности. Укаэанное отличие достигается за счет асимметричной намотки трансформатора ПТЧ 14. 0

При этом обеспечивается исключение интегральной погрешности при регистрации количества электричества вследствие учета коэффициента отдачи батареи по емкости. Числовое значение кода, отсчитываемого счетчиком 16, преобразуется ПКА 8 в аналоговый сигнал, амплитуда которого пропорциI ональна зафиксированному значению ко51 4 личества электричества. Под дс йст,:нем сигнала с выхо а ПКА 8 положение рабочей точки на выходной характерис-! тике транзистора ГДН 13 изменяется, что обусловливает изменение падения напряжения на его коллектор-эмиттерном переходе и подстройку выходного напряжения РДН 13 в соответствии с показаниями счетчика 16, Следовательно, выходной сигнал РДН 13 пропорционален изменению ЭДС имитируемой батареи при изменении степени ее заряженности. Подбором резисторов, включенных в базовые цепи транзистора, и параметров самого транзистора добиваются максимального соответствия между значением вырабатываемого РДН

13 сигнала и значением ЭДС имитиру— емой батареи при соответствующих запасах емкости (количества электричества), Выходной сигнал ПКА 8 воздействует также на проводимость транзистора ЛУ 9, подстраивая его передаточную характеристику под величину, пропорциональную значению внутреннего сопротивления имитируемой АБ при данной величине тока и состоянию счетчика 16 ° Логарифмическая передаточная характеристика наилучшим образом соответствует зависимости внутреннего сопротивления имитируемой АБ от величины емкости, что обеспечивает высокую точность моделирования сигнала, пропорционального падению напряжения на внутреннем сопротивлении. Сигналы с выхода ЛУ 9 и РДН 13 алгебраически складываются в сумматоре 3, формируя сигнал, пропорциональный зарядному напряжению имитируемой АБ. Данный сигнал является опорным. БУ 2 отслеживает изменение выходного напряжения устройства по сигналу с ДН 5. В БУ 2 сигналы сумматора 3 и ДН 5 сравниваются. При отклонении выходного напряжения устройства от величины, задаваемой опорным сигналом, изменяется фаэовое положение управляющих сигналов и производится подстройка выходного напряжения, Таким образом, величина выходного напряжения устройства устанавливается равной значению зарядного напряжения имитируемой АБ при текущем значении тока и количества электричества (емкости), зарегистрированной счетчиком 16.

При максимальном токе, потребляемом приборами, мощности источника напряжения постоянного тока оказывает12772

Составитель Г,Веденеев

Техред Л.Олейник

Корректор О.Луговая

Редактор Л.Веселовская

Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 55

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул. Проектная, 4 ся недостаточно и устройство переводится в режим, соответствующий разряду имитируемой АБ ° ДНТ 6 не реагирует на полярность сигнала, поступающего с ДТ 4. При этом контакты пере- 5 ключателей 1! и 15 и коммутатора ОПН

1 занимают положение, показанное на чертеже. ОПН 1 работает в режиме выпрямителя, преобразуя переменное напряжение сети в постоянное выходное 10 напряжение, Формирование опорного сигнала на входе БУ 2 производится аналогично описанному выше при моделировании зарядного напряжения АБ.

Отличие состоит в том, что выходной 15 сигнал ЛУ 9 поступает на вход сумматора 3 через ИП 10, это обусловливает изменение его полярности. При этом выходной сигнал сумматора 3 представляет собой разность между 20 сигналами РДН 13 и ИП 10, Следовательно, в режиме передачи энергии сети переменного напряжения к потребителям устройство изменяет структуру, обеспечивая тем самым имитацию разрядного напряжения батареи с заданной точностью и с учетом расхода передаваемого потребителям количества электричества.

ТакиМ образом, предлагаемое уст- 30 ройство с высокой точностью воспроизводит как разрядную, так и зарядную характеристики имитируемой АБ в широком диапазоне изменения емкости, что обусловливает расширение области 35 использования предлагаемого имитатора за счет расширения функциональных возможностей. Данное устройство может использоваться в КИА для проверок СЭП автономных объектов и при 40 проверке функционирования и настройке стационарных зарядных и разрядных устройств в период технического обслуживания вместо имеющих ограниченный срок службы химических источни- 45 ков тока.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для имитации аккумуляторной батареи, содержащее регулиру51 6 емый источник напряжения постоянно— го тока, управляющим входом соединенный с блоком управления, первый вход которого связан с датчиком напряжения, подключенным к выходу устройства, и датчик тока, выходом соединенный с интегратором количества электричества, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения высокой точности воспроизведения эксплуатационных параметров батареи в различных режимах работы, оно снабжено детектором направления тока, преобразователем код — аналог, логарифмирующим усилителем, инвертирующим повторителем переключателей, источником опорного напряжения, регули-. руемым делителем напряжения и сумматором, а регулируемый источник напряжения постоянного тока выполнен в виде обратимого преобразователя переменного напряжения в постоянное, при4ем вход логарифмирующего усилителя связан с датчиком тока, а его выход через замыкающие контакты переключателя подключен к первому входу сумматора, выходом связанного с вторым входом блока управления, и входу инвертирующего повторителя, выходом соединенного через размыкающие контакты упомянутого переключателя с первым входом сумматора, второй вход которого связан с выходом регулируемого делителя напряжения, подключенного к источнику опорного напряжения, а управляющим входом соединенного с выходом преобразователя код — аналог, управляющий вход логарифмирующего усилителя, связан также с выходом преобразователя код — аналог, входом подключенного к интегратору количества электричества, детектор направления тока входом соединен с датчиком тока, а выходом связан с вторым управляющим входом обратимого преобразователя напряжения и управляющими входами инте.гратора количества электричества и переключателя..