Система автономного электроснабжения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве системы автономного электроснабжения потребителей стационарных и подвижных объектов. Система содержит первую и вторую включенные параллельно аккумуляторные батареи, переключатель очередности разряда, содержащий два диода, установленных в плюсовых выводах батарей, катоды которых объединены общей точкой, основные шины, регулятор разряда, содержащий два параллельно включенных агрегата, каждый из которых содержит вентильный двигатель, общий вал и вентильный генератор, при этом генераторы указанных агрегатов подключены к разрядным шинам, электроэнергия с которых отводится к потребителям, при этом минусовая разрядная шина соединена с минусовой основной шиной непосредственно, а плюсовая разрядная шина соединена с плюсовым выводом второй названной батареи непосредственно, а с плюсовым выводом первой батареи через разделительный диод, катод которого соединен с анодом первого диода переключателя очередности разряда. Технический результат - продление срока функционирования системы за счет возврата части мощности разрядных шин для подзаряда упомянутых батарей. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве системы автономного электроснабжения потребителей стационарных и подвижных объектов.

Известна система автономного электроснабжения, содержащая последовательно включенные аккумуляторную батарею, выключатель, шины постоянного тока с напряжением указанной батареи, параллельно включенные инвертор и конвертор, соединенные с соответствующими шинами, к которым подключены потребители [1]. Данная система нашла широкое применение на подвижных и стационарных объектах для электроснабжения потребителей переменного и постоянного тока, однако время ее функционирования ограничено временем разряда названной батареи.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является система автономного электроснабжения, содержащая первую и вторую аккумуляторные батареи, включенные параллельно, снабженные плюсовыми и минусовыми выводами, электромеханический переключатель очередности разряда, основные шины, регулятор разряда, формирующий оптимальный разряд указанных батарей и разрядные шины, причем первая аккумуляторная батарея является основной, а вторая - резервной, при этом электромеханический переключатель очередности включен между первой и второй указанными батареями и основными шинами, а регулятор разряда включен между основными и разрядными шинами, причем для питания потребителей с другими электрическими параметрами используются преобразователи электрической энергии, подключенные к разрядным шинам батареи [2]. Данная система имеет целый ряд достоинств: проста, надежна и технологична, однако время функционирования ее ограничено временем разряда обеих батарей, так как емкость упомянутых батарей не восполняется. Кроме того, использование электромеханического переключателя очередности разряда приводит к появлению кратковременных перерывов в электроснабжении из-за инерционности электромагнитных устройств.

Задачей изобретения является увеличение времени функционирования системы, т.е. повышение ее автономности.

Требуемый технический результат достигается тем, что в системе автономного электроснабжения, содержащей параллельно включенные первую и вторую аккумуляторные батареи с плюсовыми и минусовыми выводами, переключатель очередности разряда, основные плюсовую и минусовую шины, регулятор разряда и разрядные плюсовую и минусовую шины, причем переключатель очередности разряда включен между указанными первой и второй батареями и основными плюсовой и минусовой шинами, а регулятор разряда включен между названными основными и указанными разрядными шинами, переключатель очередности разряда выполнен на полупроводниковых первом и втором диодах, установленных анодами в положительных выводах упомянутых батарей, катоды указанных диодов объединены в общую точку, соединенную с основной плюсовой шиной; регулятор разряда выполнен на первом и втором параллельно включенных агрегатах, каждый из которых содержит вентильный двигатель, соединенный общим валом с вентильным генератором, причем вентильные двигатели обоих агрегатов подключены к основным плюсовой и минусовой шинам, а вентильные генераторы соединены с разрядными минусовой и плюсовой шинами, при этом разрядная минусовая шина соединена с соответствующей основной шиной непосредственно, а разрядная плюсовая шина соединена с плюсовым выводом второй аккумуляторной батареи непосредственно, а с плюсовым выводом первой аккумуляторной батареи через разделительный диод, катод которого соединен с анодом первого диода переключателя очередности разряда, а анод соединен с плюсовым выводом второй аккумуляторной батареи.

На чертеже показана функциональная схема системы автономного электроснабжения.

Система содержит параллельно включенные аккумуляторные батареи, первую 1 с плюсовым 1-1 и минусовым 1-2 выходами, вторую 2 с плюсовым 2-1 и минусовым 2-2 выходами, переключатель очередности разряда 3, содержащий первый полупроводниковый диод 3-1 установленный в положительном выводе 1-1 аккумуляторной батареи 1 и параллельно ему включенный второй полупроводниковый диод 3-2, установленный в положительном выводе 2-1 аккумуляторной батареи 2, причем катоды указанных диодов 3-1 и 3-2 объединены в общую точку 3-3, плюсовую 4-1 и минусовую 4-2 основные шины 4, регулятор разряда 5, содержащий первый агрегат 5-1, содержащий вентильный двигатель 5-2, общий вал 5-3 и вентильный генератор 5-4 и второй агрегат 5-5, содержащий вентильный двигатель 5-6, общий вал 5-7 и вентильный генератор 5-8, минусовую 6-2 и плюсовую 6-1 разрядные шины 6 и разделительный диод 7, при этом плюсовой вывод 1-1 аккумуляторной батареи 1 соединен с плюсовой шиной 4-1 основных шин 4 через первый полупроводниковый диод 3-1 переключателя очередности разряда 3, минусовой вывод 1-2 той же батареи соединен с минусовой шиной 4-2 основных шин 4 непосредственно, плюсовой вывод 2-1 аккумуляторной батареи 2 соединен с плюсовой шиной 4-1 основных шин 4 через второй полупроводниковый диод 3-2 переключателя очередности разряда 3, а минусовой вывод 2-2 той же батареи соединен с минусовой шиной 4-2 основных шин 4 непосредственно, причем вентильные двигатели 5-2 и 5-6 первого 5-1 и второго 5-5 агрегатов регулятора разряда 5 подключены к соответствующим шинам 4-1 и 4-2 основных шин 4, при этом указанные двигатели механически соединены с вентильными генераторами 5-4 и 5-8 общими валами 5-3 и 5-7 соответственно, а указанные генераторы 5-4 и 5-8 соединены с плюсовой 6-1 и минусовой 6-2 шинами разрядных шин 6, при этом минусовая разрядная шина 6-2 соединена с минусовой основной шиной 4-2 непосредственно, а плюсовая разрядная шина 6-1 соединена с плюсовой основной шиной 4-1 через последовательные цепи из диода 7 и диода 3-1 или диода 3-2, при этом катод диода 7 соединен с анодом диода 3-1, а анод диода 7 соединен с плюсовым выводом 2-1 аккумуляторной батареи 2. Если одна из батарей разряжена (например, батарея 1), установленный в ее положительном выводе диод (диод 3-1) закрыт потенциалом, поступающим от положительного вывода другой аккумуляторной батареи (батарея 2) через установленный в ее положительном выводе диод (диод 3-2). Таким образом, на шины 4 поступает напряжение от батареи, напряжение которой выше, то есть от менее разряженной батареи.

Все элементы схемы серийно выпускаются отечественной промышленностью, а примененный регулятор разряда 5 позволяет продлить время функционирования системы за счет возврата части мощности вентильных генераторов 5-4 и 5-8, используемой для подзаряда аккумуляторных батарей 1 и 2.

Система работает следующим образом. При включении системы и наличии нагрузки на разрядных шинах 6 начинает разряжаться аккумуляторная батарея, имеющая более высокое напряжение, например батарея 2, с плюсового 2-1 и минусового 2-2 выводов которой электроэнергия поступает через второй диод 3-2 переключателя очередности разряда 3 на основные плюсовую 4-1 и минусовую 4-2 шины 4. При появлении напряжения на основных шинах 4 начинают вращаться вентильные двигатели 5-2 и 5-6 агрегатов 5-1 и 5-5 регулятора разряда 5.

Движение указанных двигателей с помощью общих валов 5-3 и 5-7 передается на вентильные генераторы 5-4 и 5-8, которые, вращаясь, выдают напряжения, поступаемые на разрядные плюсовую 6-1 и минусовую 6-2 шины 6, поэтому все потребители, подключенные к разрядным шинам 6 начинают работать. Увеличение тока нагрузки на шинах 6 приведет к росту напряжения на основных шинах 4, что приведет к увеличению частоты вращения вентильных двигателей 5-2 и 5-6, а увеличение частоты вращения общих валов 5-3 и 5-7 агрегатов 5-1 и 5-5 регулятора разряда 5 обеспечит увеличение величины напряжений, выдаваемых вентильными генераторами 5-4 и 5-8, что скомпенсирует падение напряжения на разрядных шинах 6. Если напряжение аккумуляторной батареи 2 по каким-либо причинам уменьшится и потенциал общей точки 3-3 переключателя очередности 3 уменьшится, то начнет разряжаться аккумуляторная батарея 1 и ее электроэнергия с плюсового 1-1 и минусового 1-2 выводов через первый диод 3-1 переключателя очередности разряда 3 поступит на основные шины 4. Механизм дальнейшей работы системы аналогичен описанному выше. Таким образом, в системе регулирование электрических величин осуществляется за счет изменения механических величин, а срок службы системы продлен за счет возврата части мощности на вход, т.е. в системе введена положительная обратная связь. При правильно выбранных параметрах основных элементов схемы время функционирования системы может быть увеличено в десятки раз, чем и достигается поставленный технический результат.

Источники информации

1. Колодеев И.Д. Системы автономного электроснабжения. М., МО, 1987, стр.15, рис.1.5, б.

2. Электрооборудование летательных аппаратов. Под ред. С.А.Грузкова. М., МЭИ, 2005, стр.546, рис.15.44.

Система автономного электроснабжения, содержащая параллельно включенные первую и вторую аккумуляторные батареи, с плюсовыми и минусовыми выводами, переключатель очередности разряда, основные плюсовую и минусовую шины, регулятор разряда и разрядные плюсовую и минусовую шины, причем переключатель очередности разряда включен между указанными первой и второй батареями и основными плюсовой и минусовой шинами, а регулятор разряда включен между названными основными и указанными разрядными шинами, отличающаяся тем, что переключатель очередности разряда выполнен на полупроводниковых первом и втором диодах, установленных анодами в положительных выводах упомянутых батарей, катоды указанных диодов объединены в общую точку, соединенную с основной плюсовой шиной, регулятор разряда выполнен на первом и втором параллельно включенных агрегатах, каждый из которых содержит вентильный двигатель, соединенный общим валом с вентильным генератором, причем вентильные двигатели обоих агрегатов подключены к основным плюсовой и минусовой шинам, а вентильные генераторы - соединены с разрядными минусовой и плюсовой шинами, при этом разрядная минусовая шина соединена с соответствующей основной шиной непосредственно, а разрядная плюсовая шина соединена с плюсовым выводом второй аккумуляторной батареи непосредственно, а с плюсовым выводом первой аккумуляторной батареи через разделительный диод, катод которого соединен с анодом первого диода переключателя очередности разряда, а анод соединен с плюсовым выводом второй аккумуляторной батареи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии или систем гарантированного электропитания, в которых для достижения технического результата - повышения надежности электропитания и повышения выходной мощности статические стабилизированные источники электрической энергии включаются параллельно на общую нагрузку.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве системы электроснабжения ответственных потребителей постоянного и переменного тока, предъявляющих повышенные требования к стабильности напряжения.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам бесперебойного питания с резервированием преобразователя электрической энергии с помощью буферной кислотно-свинцовой герметизированной аккумуляторной батареи, и может быть использовано для электропитания электронной аппаратуры различного назначения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для бесперебойного электропитания ответственных потребителей с динамически изменяемой нагрузкой различных объектов промышленного и военного назначения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам управления импульсными преобразователями постоянного напряжения в автономных системах электроснабжения (СЭС).

Изобретение относится к области космической энергетики. .

Изобретение относится к источникам электроэнергии, применяемым для питания приводных электродвигателей при разных значениях потребляемой ими мощности. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к режимам эксплуатации конденсаторных и аккумуляторных батарей в автономных системах электроснабжения постоянного тока стационарных и подвижных объектов.

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в качестве функционального узла различных аналоговых микросхем для стабилизации их статического режима

Изобретение относится к системам аварийного электрического питания контрольно-измерительных приборов и автоматики, которые используются на атомных электростанциях, а именно к устройствам для заряда и разряда электрических батарей, и может быть применено в энергетических установках различного типа, при работе независимого источника питания постоянного тока, выполненного в виде батарей аккумуляторов энергии, изготовленных на базе молекулярных конденсаторов с использованием нанотехнологий

Изобретение относится к регулятору мощности и транспортному средству

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики, а именно к автономным системам электроснабжения, обеспечивающим качественной электрической энергией потребителей, удаленных от системы централизованного электроснабжения

Изобретение относится к области космической энергетики, в частности к бортовым системам электропитания космических аппаратов (КА)

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) автономных объектов с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей, а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании источников питания для различной аппаратуры

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности, может быть использовано в преобразователях для систем энергообеспечения транспортных средств

Изобретение относится к системам резервного энергоснабжения и может быть использовано для бесперебойного электропитания высокостабильными напряжениями постоянного тока 28,5 В и однофазного переменного тока с частотой 50 Гц, 230 В, ответственных потребителей различных объектов (подвижных и стационарных) промышленного и военного назначения

Изобретение относится к системам электропитания, применяющимся для снабжения энергией оборудования на высоковольтной платформе
Наверх