Устройство для питания нагрузки

Устройство для питания нагрузки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАИИЕ

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >66015О

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.03.77 (21) 2462231/24-07 с присоединением заявлси K-— (23) Приоритет— (51) М.Кл.2 Н 02 J 7, 34

Н 01 М 10/42

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень М 16 (53) УДК 621.355.1 (088.8) (45) Дата опубликования описания 08.06.79 (72) Авторы из о бр етен и я

А. Г. Николаев, О. Г. Потанин, Б. М. Сухарев и Г. Б. Стеганов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроснабжения различного назначения, в которых питание нагрузки осуществляется от аккумуляторной батареи, работающей в буферном режиме.

Известно устройство для питания нагрузки (1), содержащее двухсекционную буферную аккумуляторную батарею с выведеннои средней точкой, источник переменного тока, двухполупериодный,мостовой выпрямитель, блок контроля напряжения и регулятор тока, например тиристорный, включенный в цепь средней точки батареи.

Такое устройство обеспечивает сравнительно небольшой диапазон изменения величины напряжения питания нагрузки, которое не может превышать удвоенной амплитуды напряжения источника переменного тока.

Устройство характеризуется сравнительно низкими удельными энергетическими показателями из-за большого рассеивания электроэнергии на сопротивлениях диодов и тиристоров.

Известно устройство для питания нагрузки (2), содержащее источник напряжения переменного тока, подключенный через один линейный дроссель ко входной диагонали двухполупериодного мостового выпрямителя, два плеча которого, прилегающие к его выходно" диагонали, образованы сосдиненнымп последовательно согласно вентилями, а два другие — конденсаторами, причем положительная и отрицательная клеммы выходной диагонали выпрямителя через вентили соединены с одноименным.I клеммами нагрузки и двухсекционной аккумуляторной батареи, точка соединения секций которой связана через второй линейный дроссель с точкой соединения конденсаторОВ, и Олок контроля напряжения и у правления тпристорами.

Это устройство обеспечивает возмохкность поочерсднОГО зярядя каждой секции аккумуляторной батареи до напряжения, по величине большего или меньшего амплитудного значения напряжения источника в зависимости от добротности контура, образованного дросселем, вентилем, конденсато20 ром и внутренним сопротивлением источника.

Недостатком данного устройства являстся то, что электрическая энергия от источника не может IIc едаваться непосредствсн25 но в нагрузку, минуя аккумуляторную батаpeIo, поскольк . в каждый пол. период нзмс нения питающего напряжения один нз конденсаторов выпрямителя отдает энергию одну из секций аккумуляторной батареи, зо запасенную в предыдущем полупериоде, 66О150 то )Зрсмя как другой конденсатор запасает энсргзпо от источника.

Целью изобретения является улучше:!Ис у.)сльных энергетических показателей устройства. Это достигается тем, что устройство снабжено конденсатором и двумя тпристора ми, соединенными последоватсльHG-согласно, прп этом анод одного тпрпсTOра соединен с поло>китсл)по)1 кле.ямой, катод другого — с отрицательной клем;лой вь)ходпой дпа).опали 310cTO)30) 0 ля, а точка соединения этих тпр))егоров )Срез «OHic;ICBTop по,!клю)спа, .о второму выводу линейного дросселя, связанного ))споcpc;IcTHci II0 с то Iкой! сосдипсния сскцнй ахК):3! т> iЯТО))Н011 02Т>)PCН.

На фпг. 1 пре;)ставлена прппцппиаль:)2!1 э:lсктрп"lсска51 схсма устрОйств2.

Исто I!=.Hê напряжения псрсмспно: о тока подключен через линейный дросссль 2 ко

ВХОдНОТ! QHBIOHBЛИ ВЫПряМИтСЛя 8,;т,)32 ПЛСча которого, прилегающие к его выходно. . диагонали, образованы тиристорамп 4, д, а два другие — -копдснсаторамп 6, 7, причем положительная 8 и отрицательная 9 клеммы выходной диагонали )3b)IIp5Iëlè fp;151 8 icрез вснтили 10, !1 соединены с одноимс:!ными клеммами 12, 18 нагрузки 14 и двухсекционной аккумуляторной батареи 15, точ B соединения сскц;!й 16, 17 которой связана с î.1нпм из выводов .шнсй). о) о дросселя 18, дополнительный конденсатор !

9, два тиристора 20, 21, сосдппе Иых поC.ICQOI32TC;I)>HO-COI . 1BCH0 H блок 22 KOiITpO 151 напряжения и управления тпристорамп.

Анод тирпстора 20 соединен с I)oло>кптсльной 8, катод тпрпстора 21 — с отрицательной 9 клеммами выходной диагонали мостового выпрямителя 8, а точка пх сосдипс:)пя через конденсатор 19 подключена ко «TÎрому выводу линейного дросселя 18.

Вариант электрической схемы устройства изображен на фпг. 2. Отличительной особенностью этой схемы является то, что линейный дроссель 18 одним своим выводом соединен с одной из выходных клемм Bblпрямителя 8, например с клеммой 8, а другим — с течкой соединения вентилей 10, 20, при этом конденсатор 19 оказывается подсоединенным между точками соединения секций 16, 17 аккумуляторной батареи !5 и тиристоров 20, 21. Такое схемное решение позволяет использовать дроссель 18 одно))РЕМЕННО И КаК фИЛЬтР ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ Качества передаваемой в нагрузку электрич еско и э не р гии.

Работу устройства, показанного на фиг.

1, условно можно разделить на два режима:

В первом режиме электрическая энергия от источника 1 напряжения переменного тока передается в нагрузку 14 толькс че. рез аккумуляторную батаре)о 15, Во втором режиме часть энергии передается в нагг1. >тттт 1а тт >т)тчт nP÷<-твенно. ъ)ин3 я бата пею

15, а час)ь энсргп)1 поступ )е« 5100 )ерсдно в сскцпп 16 и 17 оатареи.

Питание нагрузки 14 от источника 1 в ! срвом режиме работы устройства осущсст5 влястся )3 том случае, когда ))аксимальнос значение напря>кения на выходе выпрямителя 8 меньше величины н на аккумуляторной батарее 15. Параметры липсйнсгo дросселя 2 и конденсаторов 6, 7 вы10 браны i BHH3:H, чтобы:астота собствс

"oлсОаннй контура, обра OHBiiiiofo линсй:)ым дросселсм 2, конденсатором 6 (7), вен(5) был;) з) )Hie т:BCTO) i i пстот)пика

1 )i ipO вслп пше составляла примерно 1,05 ——

1,40 or IBcT0TI) kicT0Hника. В этом случае заряд ко! депсаторов 6 (7) осуществляется в тс Ie)!1!c»po3icжутка времени 1,), равного (n7 -0,95 от длительности i, полупериода изменения питаюшсго па))ряжения, т. е.

Работает устройство в и: рвом рсж;l.;!å следу)ощнм ооразом.

Пусть в один, например положительный

II0лупсрпод изменения напряжш)пя псточ Ика !, от момента времени равного нулю

;)0 x!03)снт2 в,, 0>.е)!и i ), при которо>! («I ) — -/.), :o аряжастся )loll Ic)3сатор 6 )3).)прямителя 8, )о нскоторо "0 значспи . Напряжения, ра)3)H)f0 0,5 U«, по цс))п: ве)пиль 4, конденсатор

30 6, дроссель 2, источник 1, где U« — — макси>:!аг!ь!!ос значение напряжения;)а выхо )е

I3)>)Hp5I3iHTeлЯ 8. В д13; го)) (OTpH)l.ат fl)>llbiii) IОлупсp1i0д иззlснсklия паlipkl>ке)пlя llсточни— ка l в течение проме>кт. тка Б1>смспп, p21;i!0) 0 i.), заряжается копденса ) ор 7 также до напряжения 0,5 U«по цепи: вент;!ль 5, источник l, дроссель 2, конденсатор 7. Таким

Образом, 32 часть периода изменения напря>Kc)3k)5! Нс)очипка 1, рав)ну)0 (т —,»,)) = — (2п—

-- г..), напряжение а выхо le выпрямителя 8 станет равным U«. Это соотвстстм ет 3)0»cHту времени /fp В этот момент с блока 22 ),IIравления подается сигнал управления ifB управляющий электрод, например, тиристо45 ра 20, который открывается, и секция 17 аккумуляторной батареи 15 оказывается подключенной через дросель 18 к трем последовательно соединенным и согласно действующим конденсаторам 6, 7 и 19. BCPIH÷H50 на емкости конденсатора 6 (7) больше величины емкости конденсатора 19, а соотношения ме>кду ними выораны такими,. чтобы за промежуток времени, равный i. конденсаторы 6, 7 полностью разрядились до нуля, 55 а конденсатор 19 — псрезарядился до напряжения 0,5 U . ); обратной полярности.

Таким образом, за период изменения напряжения источника 1 секция 17 аккумуляторной батареи 15 получила энерги)о

60 От конденсаторов 6, 7, накопленную последнимп в этот >ке период. В следующий период изменения напряжения источника 1 за 1ц>оме>куток времени, равный (л+ >,!), конденсаторы 6, 7 вновь за)>ядятся каждый до напряжения 0,5 U«.

660150

СССР

СССР

В этот момент подастся сигнал управл«нпя с блока 22 управления на управляющий электрод тиристора 21, который открывается, и секпия 16 батареи 16 оказывается подключенной через дроссель 18 также к трем последовательно соединенным конденсаторам 6, 7 и 19, суммарная величина напряжения которых равна (Up+ 0,5Гy)-, ) . Далее процессы В системе периодпчеси повторя)отся.

Во втором режиме, при котором У.,) U»,-, часть электрической энергии от источника

1 через выпрямитель ) передается в нагрузк 1 > г!>>ПосрсдстВсн по В п1)о межуTQI< Вр . >)сни, 1(nгда мгновсннос значение на Выходе выпрями геля больше напряжен !я на батарее 15.

Таким образо.,l, устройство для питания нагрузки обеспечивает передачу электрической энергии потрсоителям, напря)кение которы, Вьппс значения напряжения на выходе выпрямителя, т. е. питание нагрузки при Iiailp5))IIei)«e напряжения на нагрузке в устройстве-прототипе. 1<,роме того, при значении напряжения па выходе вь!пря)!Птсл51, по величине большего значен)ия напряжения на аккумуляторной батарее, нагрузка получает часть электрической

3HeprFlF! оТ источника FIalipsr))

20 с 5

40 гр > зкс. )To ocooi 11)10 в lж:10 В системах 3- . li lи электрической энергии переменного тока.

Фор ула изобретения строй ство для и!1танпя нагр > Зкп, содсржащсе псточнп!< и lпряжснпя псрсмснного тока, подключ«1!Ньпг через первьш л;1нейпый дроссель ко Входной диагонали двухполуперподного мостового выпря.;)птсля, два плеча которого, прилегающие " «го выходной диагонали. образованы сосд)!Нсннь)ми последовательно-согласно i)c))T:)ë5).,l:i, например управля-.мыми тпрпсторами. а два др > гпе 1<0),ze!III, Г10ложп Гс, Iь пая п отрицатслы)ая клеммы в Ixol,)IO) i диагонали выпрямителя через вентили со«дппсны с одноименными клемма.,ll, нагр>.зкп и двухсе цпонной аккумуляторной батареи, то гка соедппсппя секций которой сьязана с одним выводом Второго линейного дроссс:IH, и Олок I

Источники информации, приняты«во внимание прп экспсртпзе:

1. Авторское свидетельство

¹ 470022, кл. Н 01 М 10 42, 197).

2. Авторское свидетельство

¹ 479185, кл. H 01 М 10/42, 1975.

66015,0

1b

1

1З 1З

Г1„

) Р 7

Х1

Фиг.." у ч г

1 о 7

17

7: —:

Составитель В, Огдобвев т)сдан ))р В. Левнтов Тс,род Е, Хаевсиа Коррск,:)р С Файл

Зак; 313)512 р!зд. Л ".!10 Т и))акк 855 Подписное

1:ПО осударствениово кои г:с-. а С CC по дс. ")! !I "I"....é и открв .; и

113",35, Москва, 1;-35, I)ÿóøñI ëII I!ао., д. 4, 5

1 ии ° а1)в!.. фал. Ii1) ) . .)11а еитз,! в,- 7 !

n(»

1 с г

Т ! и