Устройство для питания нагрузки

Устройство для питания нагрузки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i ц 8283 I I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.05.79 (21) 2760502I24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) M. Кл з

Н 02J 7/00

Государственнцй комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.355.1 (088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение, например, в качестве устройства для подзаряда тяговой аккумуляторной батареи транспортного средства с комбинированным энергопита- 5 нием.

Известно устройство, осуществляющее импульсный подзаряд аккумуляторной батареи электрического транспортного средства с питанием от аккумуляторной бата- 10 рен и контактной сети, содержащее токоприемники, аккумуляторную батарею, тиристорный преобразователь для подзаряда аккумуляторной батареи и нагрузку, включающую в себя электропривод и систему 15 управления приводом (1).

1-1едостатком этого устройства является возможность пер езаряда батареи, что уменьшает ее срок службы и снижает экономичность процесса заряда. 20

Указанный недостаток вызван тем, что подзаряд аккумуляторной батареи производится без контроля степени ее заряженности в течение всего цикла работы устройства. При этом энергия, потребляемая от 25 внешнего источника после восстановления батареей номинального заряда, непроизводительно расходуется ца разложение электролита и нагрев батареи.

Указанные недостатки частично устранены в устройстве, содержащем аккумуля-. торную батарею, источник питания аккумуляторной батареи, вырабатывающий пульсирующее напряжение (прерыватель), тиристор, через который батарея подсоединяется к источнику, блок контроля величины заряда батареи, включающий источник опорного напряжения и пороговую схему, подключенную параллельно батарее, которая запирает тиристор, когда напряжение на отключенной батарее достигает величины опорного напряжения (2).

Недостатком данного устройства является высокая погрешность при контроле заряда аккумуляторов, так как при определении разрядной емкости батареи используется величина разности потенциалов между полюсами батареи, отключенной от внешней цепи (цепи нагрузки), равной

ЭДС батареи, тогда как величину разрядной емкости характеризует разрядное напряжение, которое из-за наличия внутреннего сопротивления батареи всегда меньше

ЭДС.

Таким образом, из-за ошибки при определении разрядной емкости происходит недозаряд аккумуляторов, что приводит к снижению отдаваемой емкости батареи. Кроме

828311 м того, при регулярном недозаряде снижается срок службы большинства типов аккумуляторов.

Целью изобретения является повышение срока службы, экономичности подзаряда и отдачи аккумуляторной батареи путем увеличения точности дозировки количества энергии, сообщаемой ей при подзаряде.

Это достигается тем, что.в известном устройстве, содержащем внешний источник питания, аккумуляторную батарею, тпристорный преобразователь для подзаряда аккумуляторной батареи, нагрузку и блок контроля величины разрядной емкости аккумуляторной батареи, включающий пороговое устройство, подключенное параллельно батарее, в цепь нагрузки батареи включен датчик разрядного тока, например резистор, а в указанный блок контроля включены дополнительно два пороговых устройства с разными уровнями срабатывания, подключенные к датчику тока, логическая схема

НЕТ, входы которой соединены с выходами указанных трех пороговых устройств, и исполнительная схема, вход которой соединен с выходом логической схемы НЕТ, а выход подключен к входу управления тиристорного преобразователя подзаряда аккумуляторной батареи. Исполнительная схема включает тиристорный триггер и схему сброса триггера, содержащую реле напряжения, включенное параллельно внешнему источнику питания, конденсатор, присоединенный через контакты указанного реле напряжения и через токоограничивающий резистор к одному из входов тиристорного триггера, и резистор, соединенный с источником питания триггера и через другие контакты реле напря>кения — с указанным конденсатором.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит внешний источник 1 питания; аккумуляторную батарею 2; тиристорный преобразователь 3 для подзаряда батареи 2 от внешнего источника 1; нагрузку 4; датчик 5 разрядного тока батареи 2; пороговое устройство 6, подключенное через делитель 7 напряжения параллельно батарее 2; пороговое устройство 8, подключенное к датчику 5 тока; пороговое устройство 9 с уровнем срабатывания, несколько большим уровня срабатывания порогового устройства 8, вход которого также подключен к датчику 5 тока; источник 10 опорного напряжения пороговых устройств 6, 8 и 9; логическую схему НЕТ 11, к входам сигнала которой подключены пороговые устройства 6 и 8, а к входу запрещения — пороговое устройство 9; исполнительную схему

12, содержащую триггер, выполненный на тиристорах 13 и 14, конденсаторе 15, реле

16 и резисторе 17, и схему сброса триггера, содержащую реле 18 напряжения, подключенное к внешнему источнику 1, конденса5

30 з

4О

65 тор 19, подключенный через размыкающие контакты реле 18 и токоограничивающий резистор 20 к управляющему электроду тиристора 14, и резистор 21, соединенный с источником питания триггера и через замыкающие контакты реле 18 — с конденсатором 19.

Устройство работает следующим ооразом.

Предположим, что нагрузка 4 получает питание поочередно от внешнего источника

1 и аккумуляторной батареи 2, Когда нагрузка 4 питается от оатареи 2, через датчик 5 течет ток этой нагрузки.

По достижении им заданной величины, например величин::t номинального разрядного тока аккумуляторов батареи 2, включается пороговое устройство 8. При этом разрядное напряжение батареи 2 и, следователь. но, напряжение на входе порогового устройства 6, снятое с делителя 7, будет иметь минимально возможную величину при заданном токе разряда. Если эта величина окажется меньшей, чем напряжение источ. ника 10 опорного напря>кения, то пороговое устройство 6 также включится. При включении пороговых устройств б и 8 на входы сигнала схемы HET 11 одновременно поступают сигналы. Если при этом на ее входе запрещения, связанном с выходом порогового устройства 9, сигнал отсутству. ет, то на выходе схемы НЕТ 11 также возникнет сигнал. Пороговое устройство 9 име. ет порог срабатывания несколько выше, чем порог срабатывания устройства 8. Таким образом, устройство 9 ограничнваеч верхний предел величины тока нагрузки 4, при котором производится контроль величины разрядного напряжения батареи 2 с помощью порогового устройства б с тем, чтобы таковой производился при опреде. ленной заданной величине тока нагрузки(, определяющей момент включения порогового устройства 8, но не выше его, так как в противном случае схема допускала бы ложные включения при просадках напряжения батареи 2 в результате случайных сбросов тока нагрузки 4. Далее сигнал выхода логической схемы НЕТ 11 включает тиристор

13 триггера исполнительной схемы 12. Реле

16, включенное в анодную цепь тиристора

13, также включится и своими контактами подготовит цепь включения тиристорного преобразователя 3.

При наступлении очередного цикла работы, когда нагрузка 4 получит питание от внешнего источника 1, к батарее 2 также приложится напряжение через преобразователь 3 подзаряда. При этом включится реле 18 схемы сброса, подключенное к источнику 1, и конденсатор 19 получит заряд через резистор 21 от источника питания триггера.

Прп очередном отключении внешнего источника 1 и переходе на аккумуляторное

828311 питание нагрузки 4 реле 18 отпустит и заряженный конденсатор 19 через размыкающие контакты реле 18 и резистор 20 подключится к управляющему электроду тиристора

14 и последний откроется. При этом к тири- 5 стору 13 будет приложено напряжение обратной полярности от конденсатора 15, предварительно заряженного через открытый тиристор 13 и резистор 17, и тиристор 13 закроется. Исполнительная схема 12, таким 10 образом, придет в исходное состояние. Если величина заряда, полученного батареей 2 от источника 1, будет недостаточной для восстановления первоначальной разрядной емкости, то в последующем цикле при пи- 15 тании нагрузки от аккумуляторов исполнительная схема 12 вновь подготовит преобразователь 3 к подзаряду батареи 2.

Если батарея 2 восстановит заряд, »спользованный в предыдущем цикле, то ее 20 напряжение при заданном токе нагрузки 4 оудет достаточно большим, и пороговое устройство 6 не включится. На выходе логической схемы 11 также не гоявится сигнал, и исполнительная схема 12 останется в ис- 25 ходном состоянии, при котором закрыт тиристор 13 и отпущено реле 16. Следовательно, в следующем цикле питания нагрузки 4 от внешнего источника 1 преобразователь 3 включен не будет, и батарея 2 30 на подз ар яд не включится.

Применение данного устройства в отличие от известных позволяет повысить отдачу аккумуляторной батареи без снижения ее срока службы и повысить экономичность 35 ее подзаряда за счет включения в схему контроля заряда батареи элементов, контролирующих напряжение батареи при определенном токе нагрузки.

Формула изобретения

Устройство для питания нагрузки, содержащее источник питания, аккумуляторную батарею, тиристорный преобразователь для подзаряда аккумуляторной батареи и блок контроля величины разрядной емкости батареи, включающий пороговое устройство, подключенное параллельно батарее, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы, экономичности подзаряда и отдачи батареи, последовательно с батареей включен датчик разрядного тока, а в блок контроля разряднои емкости дополнительно включены два пороговых устройства с разными уровнями срабатывания, логическая схема НЕТ и исполнительная схема, содержащая тиристорный триггер и схему сброса триггера, включающую реле напряжения, подключенное параллельно источнику питания, и конденсатор, соединенный одним электродом с контактами этого реле, а другим — с катодами тиристоров триггера, причем входы дополнительных пороговых устройств подключены к датчику разрядного тока, а выходы указанных трех пороговых устройств — к входам логической схемы НЕТ, один из входов тиристорного триггера исполнительной схемы соединен с выходом схемы НЕТ, другой — с контактами реле напряжения схемы сброса триггера, а выход триггера подключен к входу управления тиристорного преобразователя подзаряда батареи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 372600, кл. Н 02J 7/1 О, 1970.

2. Патент Великобритании № 1445998, кл. Н 2Н, 1976.

828311

Редактор Т. Загребельная

Заказ 918j13 Изд. № 364 Изд. № 694 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

«

«1

Составитель И. Найдина

Техред И. Пенчко

Корректоры: В. Нам и 3. Тарасова