Устройство для питания нагрузки постоянным током

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

l ь ь ьтЧИ779Ь

Сова Советскин

Социалистические

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 10.05.76 (21} 2357328/24-07 (51) М. Кл.

Н 02 .ь 7/12 с присоединением заявки №

Гасударственный нвмнтет ссср

OO делам нзавретеннй

Il OTKPblTNil (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.79.5ьоллетень _#_0 6 (53) У ДК 6 2 1. 35 5.. 1(088.8}

Дата опубликования описания 18.02.79

A. Г. Никопаев (Т2) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ

Устройство отйосится к системам питания, нагрузки постоянным током как в стационарных условиях, так и на подвижных объектах от источника электрической энергии с большим внутренним сопротивлением с, буферной аккумуляторной батареей, подзаряжаемой импульсным. током источника.

Известно устройство для питания нагрузки от источника постоянного тока типа топливной батареи и буферной аккумуляторной батареи, разделенной на несколько секций (1), Секции батареи в таком устройстве поочередно подключаются к источнику электрической энергии с поьгощью соответствующей пары автоматически управляемых выключателей, что позволяет импульсно подзаряжать эти секции, в результате чего потери энергии в батареее уменьшаются, однако низкий КПД передачи энергии источника в нагрузку и необходимость использования в качестве выключателей полностью управляемых вентилей существенно ограничивают использование этого устройства.

Известно также устройство, где подзарядка батареи осуществляется с помощью индуктивно-ем костного контура, коммутируемого тиристорами (2). Это устройстве обеспечивает заряд батареи с высоким КПД до напряжения, вдвое превышающего напряжение источника. Однако нз-за большой скважностн импульсов зарядного тока (равной двум) мощность источника используется всего лишь наполовину. ,, Кроме того, известно устройство, которое также содержит индуктивно-емкостной контур, коммутируемый тиристорамн (3).

Это устройство, обеспечивая высокий КПД заряда батареи, как и предыдущее, осущестьв вляет импульсную передачу энергии источника в батарею со скважностью, равной двум. В системах электроснабжения с источи и ком электрической энергии, ге нернрующи м переменный ток, батарею аккумуляторов под15 ключают к нагрузке . непосредствеььнть, а к источнику — через вентили и реактивные токоограничители, обеспечивающие импульсный поочередный подзаряд секций батареи (4). Реактивные токоограничители, линейные дроссели и конденсаторы обеспечи,ла вают высокий КПД устройства, а резонансный разряд этих конденсаторов на соответствующие секььии батареи с переходом импульсов тока через нуль позволяет обеспечить естественную коммутацию неполностьк!

)47795

50

gпp;! алием ы х Веf!1 !!лей 1 If!)èñòo1)ol3, 3II< ëo которых равно двум., И 3I)ecTIIO также устрОЙство с н стоя и иком перемен(<ого гока, двухсекционной батареей и Вь(пр

11ель настоящего изобретения — — разработка схемы устройства для питания нагру:)ки -постоянным ToKoi и импульсного подзаряда секций аккумуляторной батареи от источника электрической энергии, генерирующего постоянный ток, а такгке сокращение потерь энергии и веса реактивных токоо<раничителей, т. е. улучшение удельных энергетических показателей устройства в целом

С этой целью в устройстве для питания нагрузки постоянным током, содергкащем двухсекционную аккумуляторную батарею, источник электрической энергии с большим внутренним сопротивлением, например. батарею топливных элементов, напряжение которой меньше л!аксил|ального зарядиогo напряжения аккумуляторно!1 батареи, д(за вентиля, катод одного из которых связан с положительной, а анод другого — — с отрицательной клел3мал!и аккумуляторной батареи, токоограничивающие конденсатор и линейный дроссель с выводом средней точки его обмотки, два тиристора и блок контроля напряжения батареи и управления тирпсторами, анод одного вентиля подключен к аноду одного из тиристоров и к положительной клемме ист )чника электрической энергии, отрицателы(ая клемма которого соединена с катодами другого вентиля и друтого тиристора, выводы концов обмотки линейного дросселя соединены с катодом одного и анодом другого тиристоров непосредственно, а его вывод средней точки с выводом средней точки батареи через конденсатор.

На фиг. — схема устройства согласно изобретению, на фи г. 2 — — ва риант предлагаемого устройства.

В устройстве по схеме фиг. 1 сопротивление нагрузки 1 подключено к буферной а ккумулчторной батарее 2 — заряжаемой импульсами тока от источника 3 электрической энергии с большим внутренним сопротивлением, например, батареи топливных элементов ограниченной мо3цности, напряжение которой меньше максимального зарядного напряжения батареи 2.

Батарея 2 аккумуляторов выполнена из двух соединенных последовательно секций 4

:! и 5, при этом ее положител<и<ая клемма чсрез диод 6 <<и.динена с положительной клемл!Ой и(то (ника 3, ff мс ж,<у их Отри ц

В варианте схемы устройства по фиг. 2 линейный дроссель размещен ffa Од<<ом магнитопроводе и его полуобмотки 10, ll в точке «х соединения !2 связаны через конденсатор 13 с секциями 4, 5 батареи аккумуляторов, а крайние выводы обмоток -- с катодом и анодом тирнсторов 8, 9 соответственно.

Контроль напряжения на нагрузке (батарее) и управление тиристорами осуществляет блок контроля напряжсния и управления вентилями 14, выполненный Но любой известной схеме.

При рассмотрении работы устройства по схеме фиг. 1 и 2 будем полагать, что первый и последу)ощпе нечетные импульсы блока 14 подаются на тиристор 8, а четные -- на тиристор 9.

При открытии тиристора 8 В устройстве по фиг. 1 конденсатор 13 заря)кается через этот тиристор, дроссель 10, секцию 5 и диод 7. Ток заряда кон;,effeaTopa изменясэся

I1o закону синусоиды и при переходе его через нулевое значе31ие тиристор погасает, а напряжение на конденсаторе равно удвоенному значению разности напряжений источника 3 и заряжаемой секции 5. В рассматриваемом случае заряд на его левой по схвме обкладке будет положительным, а на правой - — отрицательным.

l3 случае открытия тиристора 9 вторым и последующим четныл(и импульсами блока 14 конденсатор 13 вначале разряжается через этот тиристор, источник 3, диод 6, секцик) 4 батареи и дроссель 11, а затем заряжается до значения напряжения, равного удвоен)п)й разности напряжен «й источника и секции 4; полярность напряжения на его обкладках в конце импульса заряда имеет знак, противоположный знаку в начале разряда конденсатора. Тиристор 9 при этом гаснет.

Третий и последующие нечетные импульсы отпирают тиристор 8, в результате чего секция 5 импульсно подза,)я)кается, а конденсатор 13 перезаряжается. Далее процесс повторяется циклически до тех пор, пока блок 14 подает импульсы на управлякнцие le

64779г, Форм ула изобретения фиг. f

Составнгелв !!. Найднна

Техред О. Луговая Корректор T. Вашковнч

Тнраж ьаь Подписное

Lil04HH!4 Государственного кок.наста СССР по делам изобретеннй н открыл й! I 3035, Москва, К-35, Раугнгкая наб., r.. 4/5

Филиал ППП «Патент». г. Ужгород, ул. Проектная, 4"

Редактор А. Садомов

Заказ 330/48

При откл!очении сопротивления секции батареи 2 поочередно подзаряжаются однополярными импульсами тока источника; если нагрузка подключена к батарее, ее секции заряжаются постоянной составляющей импульсов асимметричного переменного тока. Таким образом, передача энергии источника в секции батареи при импульсном перезаряде конденсатора !3 обеспечивает погасание тиристоров.

В устройстве по фиг. 2 дроссели 10, l l размещены на одном магнитопроводе, что, в свою очередь, упрощает устройство и улучшает его энергетические показатели удельно.

Устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее двухсекционную аккумуляторную батарею, источник электрической энергии с большим внутренним б сопротивлением, например, батарею топливных элементов, на и ря жение которой меньше максимального зарядного напряжения аккумуляторной батареи, два вентиля, катод одного из которых связан с положительной, а анод другого — с отрицательной клеммами аккумуляторной батареи, токоограничивающие конденсатор и линейный дроссель с выводом средней точки его обмотки, два тир !стара и блок контроля напряжения батареи и управления тиристорамь, отличающееся тем, что, с целью упрощения и улучшeèl!» его удельных энергетических показателей, анод одного вентиля подключен к ано; ду одного из тиристоров и к положительной клемме источника электрической энергии, отрш! ател ьн ая клемм а которого соединена с катодами другого вентиля и другого тиристора, при этом выводы концов об !отки линейного дросселя соединены с катодом первого и анодом второго тиристоров непосредственно, а его вывод средней точки с выводом средней точки батареи через конденсатор.

Источники информации, принятые во вниMëèì при экспертизе

Авторское свидетельство С(.СР .1А 269263, кл. Н 02 Х 7/34, l968.

2. Патент Великобритании № 1382246, кл г! 2 г! (975

3. Патент Канады № 938665, кл, 320 — 2, Фо73

4. Заявка,% 21344l0/07 ° кл. Ц 02 J 7/34, !

975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства, 5. Авторское свидетельство СССР № 479!85, кл. Н 02 J 7/34, l975.