Устройство для питания нагрузки

Устройство для питания нагрузки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i) 501437

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.04.74 (21) 2018824/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.76. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 29.03.76 (51) М, Кл. Н 01М 10,/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.355.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Николаев, Н. И. Олейник и О. Г. Потанин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение касается области электроснабжения и может использоваться в системах электропитания, содержащих в качестве источника электрической энергии химические источники тока, например аккумуляторные батареи, Известное устройство для питания нагрузки, содержащее химические источники тока, соединенные последовательно в батарею, блок деполяризации и управляемые выключателями, попарно соединенные разноименными электродами батареи аккумуляторов, громоздко и имеет большие весовые характеристики, В предлагаемом устройстве, с целью устранения этого недостатка, блок деполяризации выполнен в виде двух зарядно-разрядных цепей, каждая из которых подключена к клеммам батареи аккумуляторов и состоит из соединенных последовательно конденсатора, дросселя и тиристора, причем положительная клемма аккумуляторной батареи соединена с клеммой дросселя первой цепи через ее конденсатор и с клеммой дросселя второй цепи через ее тиристор, а попарно соединенные управляемые выключатели другими электродами подключены к отводам дросселей зарядно-разрядных цепей.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из нагрузки 1, аккумуляторной батареи 2 и блока деполяризации3.

Батарея разделена средним выводом на две равные группы аккумуляторов 4 и 5. Блок

5 деполяризации включает цепи управления 6 и две ветви, подключенные к аккумуляторной батарее. Обе ветви идентичны по своему составу и количеству элементов. Каждая ветвь состоит из конденсатора 7, 8 соответственно

10 для первой и второй ветви линейного дросселя 9, 10 с отводом от части витков и тиристоров 11 и 12, 13 и 14.

Линейный дроссель 9 первой ветви одним выводом через конденсатор 7 подключен к по15 ложительной клемме батареи 2, другим — к аноду тиристора 11, катод которого соединен с отрицательной клеммой батареи 2, а отводом — к катоду тиристора 13, анод которого соединен со средним выводом батареи 2, Ли20 нейный дроссель 10 второй ветви одним выводом через конденсатор 8 подключен к отрицательной клемме батареи 2, другим — к катоду тиристора 12, анод которого соединен с положительной клеммой батареи 2, а отво25 дом — к аноду тиристора 14, катод которого соединен со средним выводом батареи 2. Из схемы видно, что тиристоры 11 и 12 включены в прямом направлении по отношению к направлению тока дополнительного подразряда

501437

3 батареи 2. Тиристор 13 включен в прямом направлении по отношению к направлению импульсного тока подзаряда группы аккумуляторов 4, а тиристор 14 — по отношению к направлению импульсного тока подзаряда группы аккумуляторов 5, Цепи управления 6 предназначены для управления формированием подзарядных импульсов и их поочередной подачи на группы аккумуляторов 4 и 5.

Подачей импульсов управления в определенной последовательности на управляющие электроды осуществляется управление тиристорами 11 — 14.

В основу работы блока деполяризации положены переходные процессы колебательного характера, имеющие место при замыкании и размыкании в электрических цепях с последовательно соединенными индуктивностью, емкостью, активным сопротивлением и источником тока, причем параметры цепей при замыкании отличны от параметров цепи при размыкании.

Работает устройство для питания нагрузки следующим образом.

С блока управления подается сигнал управления на управляющий электрод, например, тиристора 11. Тиристор открывается.

С этого момента начинает проходить дополнительный ток подразряда по цепи: (+) батареи 2, конденсатор 7, дроссель 9, тиристор

11, (— ) батареи. Величины параметров этой цепи подобраны такими, чтобы процесс заряда конденсатора 7 (или, что тоже самое, процесс дополнительного подразряда батареи) имел колебательный характер, При этом, к моменту времени tr напряжение на конденсаторе 7 достигает максимальной величины, близкой к величине двойного напряжения батареи, т. е. к величине 4Е, а ток заряда конденсатора 7 становится равным нулю, т. е.

ir — — О, Период времени от О до tr — часть времени переходного процесса при замыкании цепи, состоящей из последовательно соединенных конденсатора 7 и линейного дросселя, на аккумуляторную батарею 2, т. е. на источник, э. д. с. которого равна 2Е. Меняя параметры цепи, возможно регулировать величину tr u устанавливать ее в соответствии с заранее заданной требуемой величиной.

В момент времени tr по цепям управления подаются одновременно два импульса управления на управляющие электроды тиристоров

12 и 13. Тиристор 11 к моменту времени tr

IIpH ToKp выключения, равном нулю ((выкл.=

=О), закроется, а тиристор 13 — откроется.

С момента времени tr за счет разряда конденсатора 7 будет происходить импульсный подзаряд группы аккумуляторов 4 по цепи: (+) конденсатора 7, группа аккумуляторов

4, тиристор 13, меньшая часть дросселя 9, (— ) конденсатора 7. Параметры этой цепи подобраны таким образом, чтобы разряд конденсатора 7 имел колебательный характер.

Следует отметить, что параметры этих цепей подобраны не только из условия обеспе4 чения колебательных переходных процессов в цепях, но и из условия, что время заряда конденсатора 7 до максимального значения напряжения на нем в переходном процессе значительно больше времени его разряда с максимального значения до нуля, т. е. иными словами, происходит мгновенный импульсный разряд. По окончании разряда конденсатора 7 (к моменту времени 4) тиристор 13 закроется. Таким образом, тиристор 13 открыт только на время действия импульса разряда конденсатора 7.

Поскольку конденсатор 7 импульсом разряда отключает группу аккумуляторов 4 от нагрузки, то ток нагрузки в период времени с 4 до 4 течет по цепи: (+) группы аккумуляторов 5, тиристор 13, меньшая часть дросселя 9, конденсатор 7, нагрузка 1, (†) группы аккумуляторов 5.

В связи с тем, что с момента времени tr открыт тиристор 12, конденсатор 8 заряжается от момента времени tr до момента времени 4, причем с tr до t (когда проходит импульсный подзаряд группы аккумуляторов 4), заряд конденсатора 8 происходит по цепи: (+) группы аккумуляторов 5, тиристор 13, меньшая часть дросселя 9, конденсатор 7, тиристор 12, дроссель 10, конденсатор 8, (— ) группы аккумуляторов 5, а с момента времени 4 до 4 (когда открыт только тиристор 12) заряд конденсатора 8 происходит по цепи: (+) батареи 2, тиристор 12, дроссель 10, конденсатор 8, (— ) батареи 2.

Поскольку время открытого состояния тиристора 12 значительно больше времени открытого состояния тиристора 13, то заряд конденсатора 8 практически будет определяться только временем от 1 до 4, т. е. временем открытого состояния тиристора 12.

К моменту времени tz конденсатор 8 запасает наибольшее количество электрической энергии, т. е. напряжение на нем достигает максимальной величины, а ток становится равным нулю, Таким образом, практически конденсатор 8 заряжается только от батареи 2, причем параметры цепи заряда конденсатора 8 в период от

/ до t> неотличаются от параметров цепи заряда конденсатора 7 в период от 0 до tr, поэтому закон изменения и величина тока заряда конденсатор а 8 будут соответствовать в точности закону изменения и величине тока заряда конденсатора 7. В момент времени 4 закрывается тиристор 12 и открываются тиристоры 11 и 14. Конденсатор 8 в период времени с t> по t4 осуществляет импульсный подзаряд группы аккумуляторов 5 по цепи:(+) конденсатора 8, меньшая часть дросселя 10, тиристор 14, группа аккумуляторов 5, (— ) конденсатора 8. Начиная с момента времени

4, начинает заряжаться конденсатор 7, т. е. процесс повторяется.

В связи с вышеуказанным, конденсатор 7 периодически осуществляет импульсный подзаряд группы аккумуляторов 4, а конденса501437

Формула изобретения

Составитель И. Найдина

Корректоры: В. Петрова н О. Данишева

Техред Т. Курилко

Редактор В. Левятов

Заказ 850/14 Изд. № 1049 Тираж 977 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 тор 8 — группы аккумуляторов 5 при непрерывном питании нагрузки.

Устройство для питания нагрузки, содержащее химические источники тока, например никелево-кадмиевые аккумуляторы, соединенные последовательно в батарею, блок деполяризации и управляемые выключателями, попарно соединенные разноименными электродами между собой и с отводами батареи аккумуляторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения весовых характеристик, блок деполяризации выполнен в виде двух зарядно-разрядных цепей, каждая из которых подключена к клеммам батареи аккумулято5 ров и состоит из соединенных последовательно конденсатора дросселя и тиристора, причем положительная клемма батареи соединена с клеммой дросселя первой цепи через ее конденсатор и с клеммой дросселя второй цс10 пи через ее тиристор, а попарно соединенные управляемые выключатели другими электродами подключены к отводам дросселей зарядно-разрядных цепей.

l

1