Устройство для питания нагрузки постоянным током
Иллюстрации
Реферат
БЛТ -..".1Т;:::0- .: 11 Ч -" . т1 библиотека МБА
ОП ИСАИ ИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистимеских
Республик (») 481954 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено05.11.73 (21) 1970990/24-7 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25 08 75Бюллетень №31 (45) Дата опубликования описания 09,02.76 (51) М. Кл..
Н 01 П45/00
Н 02) 7/34
Гасударственный камнтет
Совета Мнннстраа СССР по делам нэабретеннй н аткрытнй (53) УДК 621.355.1 (088. 8) (72) Автор изобретения
Б. В. Нилов (7l) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ
ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ
Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к энергетическим установкам, обеспечиваюшим электроэнергией береговые и плавучие автоматические средства навигационного оборудования путем использования энергии.
Известны устройства для питания нагруз» ки постоянным током, содержащие генера- 1О тор трехфазного переменного тока, трех фазный двухполупериодный выпрямитель, химические источники постоянного тока, например аккумуляторы, системы коммутации источников тока с выпрямителем и с нагрузкой, выполненные на тиристорах, и ,транзисторный датчик напряжения генератора.
Цель изобретения — повышение эффективности использования энергии ветра или 20
;волны и исключение пульсаций напряжения
I ,.на нагрузке.
В предлагаемом устройстве это достигается тем, что химические источники тока выполнены в виде трех групп, каждая 3 хо из которых включает два последовательно соединенных источника и соединена положительным полюсом с нагрузкой и с катодом диода одного плеча трехфазного двухполупериодного выпрямителя, отрицательным полюсом — с анодом диода другого плеча того же выпрямителя и с коллектором транзистора системы коммутадии с нагрузкой, эмиттер которого подключен к нагрузке, а база связана через резистор с коллектором и через встречно включенные диоды — с другими двумя фазами генератора, средняя точка каждой из трех групп соединена с коллекторами транзисторов fl --р-й и р- 1l -р-типов системы коммутации с выпрямителем, у которых один имеет непосредственную, а второй— резисторную связь эмиттера с одной и той же фазой генератора, причем у транзистор . типа тт. -р-tt база соединена резистором со средней точкой другой группы источников, а у транзистора типа р-tl-ð база соединена через резистор с другой фазой
;генератора и через встречно включенный диод — с коллектором транзистора датчика
481954 (,напряжения генератора, в базовую цепь которого включен стабилитрон.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого уст» ройства. 5
Устройство содержит генератор 1 трехфазного переменного тока, трехфазный двухполупериодный выпрямитель на диодах 27, нагрузку 8, подключенную к блоку 9 химических источников тока, имеющему 10 шесть одинаковых источников тока (батареи) 10-1 5, через транзисторы 1 6-1 8 с базовыми резисторами 19-21 и диодами
22-27, систему коммутации 28 источников к выпрямителю, имеющую транзисторы 15 типа р-Р -р 29-31, эмиттерные резисторы
32-34 и базовые резисторы 35-37, дио1
1 ды 38-40, датчик напряжения 41 генератора в составе диодов 42-47, транзисто ра 48, стабилитрона 49 и резисторов 50, g0
51, вторую систему коммутации 52 источни к ов к вы нря мителю, имеющую транзисторы ех типа ф-р-) 1, 53-55 и базовые резисторы 56-58. 25
К огда на пряж ение на клеммах ге нератора
1 и, следовательно, на выходе двухполу периодного выпрямителя, собранного на диодах 2-7, отсутствует, нагрузка 8 пи1тается от блока 9, содержащего шесть одинаковых источников тока 10-15. Источники постоянного тока собраны в три группы (по два источника 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 в каждой группе, включенных последовательно), которые подключены к нагрузке 8 через транзисторы 16-18.
Эти транзисторы нормально открыты базовыми токами, протекающими через резисторы 19, 20, 21 от источников постоянного тока 10, 1 1; 12, 13; 14, 15. Когда генератор 1 начнет вырабатывать переменный ток при величине выпрямленного. диодами 2-7 напряжения, равного напряжению одного из источников постоянного тока, начнется заряд всех источников тока с помошью систем коммутации 28, 52. Про цесс заряда происходит следуюшим образом. Когда между фазами АВ возникает напряжение положительной полуволны, ток от генератора ). проходит по цели: фаза
А, рс-зистор 34, транзис гор 31, батарея
13, диод 3, фаза В, заряжая батарею 13
J и по цепи: фаза Л, диод 5, батарея 14, транзистор 54 (который при этом открыт
55 базовым током, протекающим через транзистор 3)., резистор 57 и далее через евпrпеp-г1 апове1п переход к фазе В1, фввв 1 В, заряжая батарею 14. При отрицательL ной полуволне э. д. с. между фазами АВ
60 батареи 1.3, 1.4 не заряжаются, Со сдвио гом в 120 возникает напряжение положительной полуволны между фазами РС.
При этом ток генератора 1 проходит по це- пи: фаза В, резистор 33, транзистор 30, батарея 15, диод 4, фаза С, заряжая батарею 15, и по цепи: фаза В, диод 6, батарея 10, транзистор 53 (который при этом открыт базовым током, протекающим через транзистор 30, резистор Ц6 и далее через эмиттер-базовый переход к фазе С), фаза С, заряжая батарею 10. При отрицательной полуволне э. д. с. между фазами
ВС батареи 10, 1 5 не заряжаются. Со о сдвигом в 120 относительно этих фаз возникает напряжение положительной полуволны между фазами СА. При этом ток проходит по цепи: фаза С, резистор 32, транзистор 29, батарея 11, диод 2, фаза А, заряжая батарею 11, и по цепи: фаза С, диод 7, батарея 12, транзистор 55 (который при этом открыт базовым током, протекающим через транзистор 29, резистор
58 и далее через эмиттер-базовый перек фазе А), фаза А, заряжая батарею 1 2. При, отрицательной полуволне э. д. с. между фа зами СА батареи 11, 12 не заряжаются. о
Через 120 относительно фазового напряжения СА возникает положительная полуволна э. д. с. между фазами АВ, и процесс заряда аккумуляторов повторяется аналогично описанному.
Таким образом, за период чередования положительных полуволн напряжения между фазами АВ, ВС и СА происходит поочередный заряд всех батарей 10-15 блока 9.
В указанной последовательности заряд происходит до тех пор, пока напряжение генератора 1 не достигает величины срабатывания датчика напряжения 41. Этот датчик получает питание от всех фаз генератора 1 через двухполупериодный выпрямитель на диодах 42-47 и настраивается на такую величину напряжения срабатывания, которой достаточно для начала заряда двух включенных последовательно батарей 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 (эта величина соответствует номинальному напряжению генератора). При срабатывании датчика напряжения 41 его транзистор 48 будет открыт базовым током, проходящим через стабилитрон 49 и резистор 51. Через открытый транзистор 48 и диоды 38, 39 и 40 базы транзисторов 29, 30, 31 получают положительный (запирающий) потенциал. В результате этого закрываются тРанзистоРы 29, 30, 31 и, следовательно, транзисторы 53, 54, 55, цепи баз которых получают питание через транзисторы
29, 30, 31. При этом переменное напряжение генератора 1 через диоды 5, 6, 7
48 19 54
20 подводится к общему положительному по; люсу батарей 10, 12, 14 и через диоды
2, 3,. 4 — к раздельным отрицательм полюсам батарей Х1; 1З; — 15. В результате происходит раздельный двухполупериодный 5 заряд трех групп последовательно соединенных батарей 10, 11; 12, 13; 14, 15.
Этот процесс происходит до тех пор, пока напря>кение генератора 1 не снижается ниже номинального значения. При сниже- 10 нии напряжения генератора 1 (уменьшилась волна или ослаб ветер) ниже номинального значения, транзистор 48 датчика напряжения 41 закрывается и сни,;;ается блокировка с транзисторов типа р- ft -р 29, 15
30, 31 и транзисторов типа fL-р- ф
53, 54, 55. В результате этого обеспечивается ра.,дельный заряд всех шести ба- . тарей 10-15 в описанной последовательности, Нагрузка 8 подключена одновременно к трем группам батарей, в каждой из которых по две включенных последовательно батареи 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15 чере транзисторы 16, 17, 18, которые так по- 25 очередно закрываются, что исключает одновременны". зари: ба> арей. В результа -. те этого пульсации напряжения на нагрузке 8 отсутствуют. Когда заряжаются батареи 10, 1 1, транзистор 16 закрыт по- З0 средством диодов 22, 23, через которые течет ток, обусловленный э. д. с. генератора 1, возникающей между фазами ВА и
СА. Соогьетственно, когда заря, каются батареи 1 2, 1 3, закрывается посредством диодов 24, 25 транзистор 17 и, когда заряжаюгся батареи 14, 15 закрывается транзистор 18 пос редством диодов
26, 27. Таким образом обеспечивается питание нагрузки 8 постоянным током без пульсаций. Когда происходит раздельный заряд батареи (при напряжении генератора ниже номинала), заряжается одна из батарей 10, 12, 14 в разряжаемых на нагрузку 8 группах батарей 10, 1 1; 12
13; 14, 15. Например, когда через тран зистор 16 разряжается группа батарей
10, 11 (в момент положительной полуволны напряжение между фазами ВС), происходит заряд батарей 10 через транзистор >О .53. Однако при этом напряжение фаз ВС не прикладывается к нагрузке 8, так как транзистор 18 в этот момент закрыт по средством диода 26, и ток генератора через нагрузку не течет. Аналогич:го происходит заряд групп батарей 12 и 13,"
14 и. 15 при заряде соответственно ба тарей 12, 14. При этом ток генератора 1 через нагрузку 8 также не идет, благода° -.Предмет изобретения
Устройство для питания нагрузки постоянным током, например, от волновых и ветровых энергоустановок, содержащее генератор трехфазного переменного тока, трехфазный двухполупериодный выпрямитель, химические источники постоянного тока, разделенные на группы, например аккумуляторы, системы коммутации источников тока с выпрямителем и нагрузкой, выполненные на транзисторах, и транзисторный датчик напряжения генератора, отличающееся тем,что, с целью повышения эффективности исполь зования энергии ветра или волны и исключения пульсаций напряжения на нагрузке, химические источники тока выполнены в виде трех групп, каждая из которых вклю« чает два последовательно соединенных источника и соединена положительным полюсом с нагрузкой и с катодом диода одного плеча трехфазного двухполупериодного выпрямителя, отрицательным полюсом— с анодом диода другого плеча того же выпрямителя и с коллектором транзистора системы коммутации с нагрузкой, эмиттер которого подключен к нагрузке, а база связана через резистор с коллектором и через встречно включенные диоды — с другими двумя фазами генератора
3 средняя точка каждой из трех групп соединена с коллекторами транзисторов
5 -р- ф и р-- -р-типов системы коммутации с выпрямителем, у которых один имеет непосредственную, а второй — резисторную связь эмиттера с одной и той же фазой генератора, причем у транзистора типа 11 -р- g база соединена резистором со средней точкой другой группы источников, а у транзистора типа р- tt -р база соединена через резистор с другой фазой генератора и через встречно включенный диод — с коллектором транзистора датчика напряжения генератора, в базовую цепь которого включен стабилитрон.
Составитель
Редактор Г. Заг!себсчп.пая еврея Е.!с!т!трофа!!ова Корректор Н.Лебедева (i
3аь аа 1 /g Иал. М ggjj Тираж 833. Подписное
1!!1И11! !1! осуларствен ного ксиянтета Совета Министров СССР
1 и 0 пе!I B Ill H30E>j)(. TE. í è É и отк!) ытиЙ
Москва, !13035, Раушская наб., 4 !
1! син!сия гис «11атент», Москва, 1 -59, Бережковская наб., 24