Устройство для моделирования аккумуляторных батарей

Устройство для моделирования аккумуляторных батарей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцнапнстнческих

Респубпнн

<>643932 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 01.1176(2l} 2416087/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (53) M. Кл.

G06 G 7/б2

Государственный комитет

СССР по делам изобретейий и открытий (53) УДК 681.333 (088, 8) Опубликовано 2501.79. Бюллетень № 3

Дата опубликоВания описаНия 2501.79 (72) Авторы изобретения

М.В.Лукьяненко, A.Á.Áàçèëåâñêèé, A ° Ã.Козлов, В.В.Слюсарв, E A.Ìèçðàõ, В.N.Ïåòóíèí и В.С.Кудряшов.Т:.:),, (1 (73) Заявитель

k (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Устройство предназначено для испытаний систем электроснабжения и аппаратуры автономных объектов, в состав которых входит аккумуляторная батарея, работающая в режиме заряда и разряда.

Известно устройство для моделирования аккумуляторных батарей, содержащее сумматор, усилители и интеграторы t l)

К недостатку известного устройства следует отнести низкую точность мо.делирования аккумуляторных батарей.

Наиболее близким по технической сущности к рассматриваемому является устройство, содержащее первый блок задания переменных коэффициентов,пер« вый сумматор, первый усилитель мощности, первый усилитель напряжения и первый измерительный элемент (2) . К основному недостатку указанного устройства также следует отнести недостаточн ло точность моделирования.

Целью изобретения является повыше- о5 ние точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй блок задания переменных коэффициентов, второй сумматор, второй усилитель 30

2 мощности, разделительные элементы, второй усилитель напряжения, второй измерительный элемент, управляемые резисторы и эталонный источник тока, ъ непосредственно подключенный к первому входу первого измерительного элемента и через первый блок задания переменных коэффициентов — к первому входу первого сумматора, выход которого соединен со входом первого усилителя напряжения, выход которого через первый и второй разделительные элементы подключен к входам первого усилителя мощности и первого управляемого резистора, выходы которых объединены и подключены к первому вхо. ду второго измерительного элемента, первый выход. которого соецинен со вторым входом первого сумматора, второй выход второго измерительного эле-, мента через второй блок задания переменных коэффициентов подключен К первому входу второга сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого измерительного элемента, выход второго сумматора подключен ко входу второго усилителя напряжения, выход которого через третий и четвер» гый разделительные элементы соединен со входами второго усилителя мощности

643912 и второго управляемого резистора, " " выходы которых объединены и подключены ко второму входу первого измерительного элемента.

На чертеже представлена блок-схема устройства для моделирования аккумуляторных батарей. 5

Устройство содержит эталонный химический источник тока 1, блок задания переменных коэффициентов 2, сумматор 3, измерительный элемент 4, усилитель напряжения 5, разделительные элементы 6,7, усилитель мощности

8, управляемый резистор 9, блок задания переменных коэффициентов 10, сумматор 11 измерительный элемент 12, усилитель напряжения 13, разделительные элементы 14,15, усилитель мощности 16 и управляемый резистор 17.

Выход измерительного элемента 4 является выходом устройства для моделирования аккумуляторных батарей.

Устройство обеспечивает работу в двух режимах:

1) режиме моделирования разряда;

2) режиме моделирования заряда.

В рЮкиМе моделирования разряда устройство работает следующим обра- 25 зом.

Напряжение эталонного химического источника тока 1, представляющего собой один аккумуляторный элемент, выполненный из тех же материалов и по 30 той же технологии, что и аккумуляторные элементы моде::ируемой батареи, является эталонным и через блок задания переменных коэффициентов 2 подается на прямой вход сумматора 3, при этом на его инверсный вход с выхода измерительного элемента 4 подается. выходное напряжение всего устройства.

Блок задания переменных коэффициентов 2 предназначен для установки количества аккумуляторных элементов в моделируемой батарее путем изменения коэффициента усиления сумматора 3 по прямому входу. Сигнал рассогласования. с выхода сумматора 3 усиливается усилителем напряжения 5, причем знак сигнала таков, что.он через разделительный элиант 6 попадает на вход усилителя мощности 8, изменяя напряженке на его выходе. Это напряжейие, замеренное уже на выходе измеритель- 50 ного элемента 4, является напряжением моделируемой батареи, Статическая точность измерения определяется коэффициентом передачи цепочки: сумматор 3 — усилитель напряжения 5 — раз- 55 делительный элемент 6 — усилитель мощности 8 — измерительный элемент 4.

При подключении нагрузки через эту цепочку потечет ток, определяемый напряжением моделируемой батареи и сопротивлением нагрузки (разрядный ток).

Дпя того, чтобы эталонный химический источник тока 1 находился в аналогичных условиях, его необходимо разряжать. Осуществляется это так, Напряжение с выхода измерительного элемента 4, пропорциональное току нагрузки, подается через блок задания переменных коэффициентов 10 на прямой в:.од сумматора 11, при этом на его инверсный вход подается напряжение с выхода измерительного элемента 12. Это напряжение пропорционально разрядному току эталонного химического источника тока 1. Сигнал рассогласования усиливается усилителем напряжения 13. Знак сигнала таков, что он через разделительный элемент

15 управляет током резистора 17. Этот ток является разрядным током эталонного химического источника тока 1 и усиливается пропорционально току, текущему через измерительный элемент 4, со статической точностью, определяемой коэффициентом передачи цепочки: сумматор 11 — усилитель напряжения

13 — разделительный элемент 15 — ре-. зистор 17 — измерительный элемент 12.

Блок 10 служит для установки коэффициента пропорциональности между током моделируемой батареи и током эталонного хнмическогс источника тока 1, причем для уменьшения разрядного и зарядного токов эталонного химического источника 1, его емкость необходимо выбрать меньшей, чем емкость аккумуляторных элементов моделируемой батареи. Это обеспечивается при условии, если соотношение токов через измеритея.ьные элементы 4 и 12 будет, таким же, как соотношение емкостей моделируемой батареи и эталонного химического источника тока 1.

В режиме моделирования заряда устройство работает следующим образом. При подключении к выходу устройства источника с напряжением большим, чем напряжение моделируемой батареи, сигнал рассогласования на выходе сумматора 3 сменит знак и усиленный усилителем напряжения 5 попадает через разделительный элемент 7 на вход управляемого резистора 9, причем величина сопротивления управляемого резистора 9, а следовательно, и иммитируемого зарядного тока будет пропорциональна сигналу рассогласования на выходе сумматора 3, со статической точностью, определяемой коэффициентом передачи цепочки: сумматор

3 — усилитель напряжения 5 — разделительный элемент 7 — управляемый ре- зистор 9 — измерительный элемент 4.

Ток.через измерительный элемент 4 сменит свое направление, а напряжение, пропорциональное этому току, сменит свой знак. Это напряжение через блок задания переменных коэффициентов 10 подается на прямой вход сумматора 11, при этом на его инверсный вход пода-. ется напряжение, пропорциональное тбку через измерительный элемент 12.

Сигнал рассогласования с выхода сумматора 11 имеет такой знак, что уси 643912

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 8026/46 Тираж 779 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ленный усилителем напряжения 13 попадает через разделительный элемент

14 на вход усилителя 16. Этот блок через измерительный элемент 12 заряжает эталонный химический источник тока l током, пропорциональным току через измерительный элемент 4, причем со статической точностью, определяемой коэффициентом передачи цепочки: сумматор 11 — усилитель напряжения

13 — разделительный элемент 14 — уро ень 16 — элемент 12.

ТаКим образом, на выходе устройства мы имеем напряжение и ток, как у реальной аккумуляторной батареи в режиме разряда и заряда, вследствие того, что они пропорциональны напряжению и току эталонного химического .источника тока 1, находящегося в тех же условиях, что и моделируемая батарея. A так как электрохимическая природа эталонного химического источника тока 1 та же, что и элементов моделируемой батареи, то и характеристики моделируемой батареи будут воспроизводиться полностью.

Использование предлагаемого устройства для моделирования аккумуляторных батарей по сравнению с указанным прототипом обеспечивает повышение точности моделирования аккумуляторной батареи, так как эталонный химический источник тока обладает идентичными статическими, динамическими и вероятностными свойствами с моделируемой аккумуляторной батареей. Кроме того учитывается влияние цикличности работы аккумуляторной батареи на ее характеристики (зарядные и разрядные).

Устройство для моделирования аккумуляторных батарей, содержащее первый блок задания переменных коэффициентов, первый сумматор, первый усилитель мощности, первый усилитель напряжения и первый измерительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй блок задания переменных коэффициентов, второй сум5 матор, второй усилитель мощности, разделительные элементы, второй усилитель напряжения, второй измерительный элемент, управляемые резисторы и эталонный источник тока, непосредр ственно подключенный к первому входу первого измерительного элемента и через первый блок задания переменных коэффициентов — к первому входу перного сумматора, выход которого соединен со входом усилителя напряжения, выход которого через первый и второй разделительные элементы подключен ко входам первого усилителя мощности и первого управляемого резистора, выходы которых объединены и подключены к первому входу второго измерительного элемента, первый выход кото рого соединен со вторым входом первого сумматора, второй выход второго измерительного элемента через второй блок задания переменных коэффициентов подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого измерительного элемента, выход второго сумматора

30 подключен ко входу второго усилителя напряжения, выход которого через третий и четвертый разделительные элементы соединен со входами второго усилителя мощности .и второго управляемого ре85 зистора,выходы которых объединены и подключены ко второму входу первого измерительногО элемента .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Авторское свидетельство СССР

Р 432540, кл. G06 6 7/62, 1974.

2. Заявка на изобретение Р 2308431/18-24, по которой принято положительное решение о выдаче автор45 ского свидетельства,кл.406 G 7/62,1976.