Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач

Авторы патента:

Лемех Александр Викторович (RU)

Криворотов Вадим Александрович (RU)

H02J7/02 - схемы зарядки батарей от сети переменного тока через преобразователи

Владельцы патента RU 2634931:

Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" (RU)

Использование – в области электротехники. Технический результат - упрощение процесса монтажа устройства на провод ВЛ, а также обеспечение возможности передвижения вдоль него. Согласно изобретению устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач содержит: каркас, на котором установлен включающий в себя по меньшей мере четыре воздушных пропеллера летательный аппарат вертолетного типа; систему привода, выполненную в виде роликов; систему управления и устройство отбора мощности от провода воздушных линий электропередач. Устройство отбора мощности содержит по меньшей мере два стальных магнитопроводящих полукольца с обмотками, закрепленных на отдельных пластинах, которые выполнены с возможностью прохождения между ними провода воздушных линий электропередач, сочленены между собой пружиной и соединены с каркасом шарнирами для обеспечения возможности смыкания и размыкания пластин между собой таким образом, чтобы магнитопроводящие полукольца с обмотками могли образовывать замкнутый контур. При этом пластины с противоположной от шарниров стороны выполнены со скошенным наружу внутренним краем, а выводы обмоток подключены через стабилизатор напряжения и токовый выпрямитель к аккумулятору, также установленному на каркасе. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач (ВЛ).

Известно устройство отбора мощности от провода ВЛ, вырабатывающее зарядный ток для аккумуляторной батареи, реализованное на основе проходного трансформатора, роль первичной обмотки которого выполняет проходящий через него провод ВЛ, а вторичная обмотка через диодный мост подключена к зарядному устройству, регулирующему величину зарядного тока (см. патент RU 115582 на полезную модель «Устройство дистанционного мониторинга состояния провода воздушной линии электропередачи», опубл. 27.04.2012 г.). Данное устройство выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатком данного устройства является сложность установки его на провод ВЛ и отсутствие возможности передвижения вдоль линии электропередач.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для зарядки аккумулятора от силового провода ВЛ с использованием принципа трансформатора тока или напряжения, способного перемещаться вдоль провода ВЛ или стоять на месте.

Техническим результатом, на который направлено заявляемое изобретение, является упрощение процесса монтажа устройства на провод ВЛ, а также обеспечение возможности передвижения вдоль него.

Заявляемый технический результат в части устройства достигается тем, что устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач содержит каркас, на котором установлен включающий в себя по меньшей мере четыре воздушных пропеллера летательный аппарат вертолетного типа, система привода, выполненная в виде роликов, система управления, а также устройство отбора мощности от провода воздушных линий электропередач, содержащее по меньшей мере два стальных магнитопроводящих полукольца с обмотками, закрепленных на отдельных пластинах, которые выполнены с возможностью прохождения между ними провода воздушных линий электропередач, сочленены между собой пружиной и соединены с каркасом шарнирами для обеспечения возможности смыкания и размыкания пластин между собой таким образом, чтобы магнитопроводящие полукольца с обмотками могли образовывать замкнутый контур, при этом пластины с противоположной от шарниров стороны выполнены со скошенным наружу внутренним краем, а выводы обмоток подключены через стабилизатор напряжения и токовый выпрямитель к аккумулятору, также установленному на каркасе.

Летательный аппарат вертолетного типа содержит электронное устройство стабилизации и электронное устройство определения координат.

Устройство отбора мощности закреплено на каркасе посредством планки, снабженной продольными отверстиями для ввода стопорных винтов.

Воздушные пропеллеры расположены на каркасе симметрично относительно устройства отбора мощности.

Центр тяжести устройства для зарядки выполнен ниже устройства отбора мощности.

Аккумулятор размещен на каркасе ниже устройства отбора мощности.

Обмотки магнитопроводящих полуколец выполнены из токопроводящего материала, например, из меди, алюминия, серебра, золота или их сплавов.

Пластины выполнены из диэлектрического материала, например, из пластмассы.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где:

Фиг. 1 - устройство для зарядки аккумулятора от провода ВЛ (вид сбоку).

Фиг. 2 - устройство для зарядки аккумулятора от провода ВЛ (вид сверху).

Устройство для зарядки аккумулятора от провода ВЛ содержит каркас 1, на котором установлен летательный аппарат вертолетного типа, включающий в себя по меньшей мере четыре воздушных пропеллера 2, электронное устройство стабилизации и электронное устройство определения координат (на чертеже не показаны), и система привода в виде роликов 3 с двигателями, соединенными с системой управления (на чертеже не показана). Воздушные пропеллеры 2 и ролики 3 служат для упрощения процесса монтажа устройства для зарядки на провод ВЛ 4, а также для обеспечения возможности перемещения вдоль него. Пропеллеры 2 расположены симметрично относительно устройства отбора мощности 5, также размещенного на каркасе 1 посредством, например, планки 6, снабженной продольными отверстиями 7 для ввода стопорных винтов 8. Наличие четырех симметрично расположенных пропеллеров позволяет сохранять баланс устройства для зарядки на проводе ВЛ.

Система управления содержит систему управления полетом и систему управления двигателями воздушных пропеллеров 2. Система управления также управляет двигателями роликов 3.

Устройство отбора мощности 5 от провода ВЛ 4 выполнено с использованием принципа проходного трансформатора тока или напряжения. Роль сердечника трансформатора выполняют два магнитопроводящих стальных полукольца 9, закрепленных на отдельных пластинах 10 посредством прижимов 11 и винтов 12. Чтобы избежать потерь на вихревые токи, магнитопроводящие полукольца 9 выполнены шихтованными. Пластины 10 выполнены с возможностью прохождения между ними провода ВЛ 4. Роль первичной обмотки трансформатора выполняет проходящий между пластинами 10 провод ВЛ 4, а роль вторичной обмотки - обмотки 13, намотанные на магнитопроводящие полукольца 9. Обмотки 13 выполнены из меди, с использованием изоляции.

Пластины 10 сочленены между собой пружиной 14 и соединены с каркасом 1 шарнирами 15 для обеспечения возможности смыкания и размыкания пластин 10 между собой таким образом, чтобы магнитопроводящие полукольца 9 с обмотками 13 могли образовывать замкнутый контур. Пружина 14 служит для увеличения магнитного контакта между магнитопроводящими полукольцами 9 при их смыкании. Пластины 10 выполнены из диэлектрического материала, например, из пластмассы.

Двигатели воздушных пропеллеров 2 и роликов 3, а также система управления питаются током подзаряжаемого аккумулятора 16. Аккумулятор 16 может быть размещен на каркасе 1 ниже провода ВЛ 4, что обеспечивает нахождение центра тяжести устройства для зарядки ниже устройства отбора мощности - для сохранения баланса провода ВЛ. В случае установки на устройстве для зарядки двух и более аккумуляторов, они располагаются симметрично относительно устройства отбора мощности 5 (фиг. 1).

Пластины 10 с противоположной от шарниров 15 стороны выполнены со скошенным наружу внутренним краем 17, что позволяет при монтаже устройства для зарядки на провод ВЛ 4 этим самым проводом размыкать пластины 10 и запасовывать провод в воздушный зазор 18 между пластинами. Наличие в планке 6 продольных отверстий 7 позволяет регулировать положение устройства отбора мощности 5 относительно каркаса 1 и провода ВЛ 4 с тем, чтобы последний мог быть установлен в центре воздушного зазора 18.

Выводы обмоток 13 подключены через установленные на каркасе 1 стабилизатор напряжения и токовый выпрямитель (не показаны) к аккумулятору 16. Стабилизатор напряжения и токовый выпрямитель выполняют выпрямление и модуляцию снимаемого с провода ВЛ напряжения.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Предлагаемое устройство для зарядки аккумулятора может быть использовано в качестве вспомогательного оборудования для осуществления мониторинга состояния воздушных линий электропередач, например, при помощи видеокамеры, тепловизора, либо другого диагностического оборудования, которое может быть также установлено на каркасе 1.

Установка устройства для зарядки на провод ВЛ 4 осуществляется при помощи летательного аппарата вертолетного типа. Управление полетом устройства для зарядки выполняется либо оператором - с наземного пульта управления, либо путем задания в системе управления программы полета. Посредством роликов 3 устройство для зарядки аккумулятора устанавливается на проводе ВЛ 4. При помощи роликов 3 устройство для зарядки также может перемещаться вдоль провода ВЛ. Провод 4 запасовывается внутрь устройства отбора мощности 5 - между пластинами 10, которые разводятся посредством шарниров 15 и пружины 14, которая растягивается вследствие того, что усилие провода ВЛ 4, который давит снизу на скошенные наружу внутренние края 17 пластин 10, становится больше усилия пружины 14. После вхождения провода ВЛ 4 в воздушный зазор 18 пружина 14 вновь сжимается и пластины 10 смыкаются между собой, позволяя магнитопроводящим полукольцам 9 с обмотками 13 образовать замкнутый контур.

По проводу ВЛ 4, выполняющему роль первичной обмотки, протекает переменный ток. Протекающий по первичной обмотке ток намагничивания создает переменный магнитный поток в магнитопроводящих полукольцах 9. В результате электромагнитной индукции переменный магнитный поток в полукольцах 9 создает в обмотках 13 (вторичной обмотке) ЭДС индукции определенного напряжения. Уровень напряжения, амплитуда и характер полученной ЭДС, а также полученная мощность определяются током, проходящим в данный момент по проводу ВЛ, а также числом витков в обмотках 13. Количество витков в обмотках 13 может быть различным, в зависимости от тока в проводе ВЛ, номинального напряжения ВЛ, величины необходимого напряжения на клеммах обмоток.

При возникновении напряжения на выводах обмоток 13 напряжение через стабилизатор напряжения и токовый выпрямитель подается на аккумулятор(-ы) 16, обеспечивая его (их) зарядку.

При необходимости снятия устройства для зарядки с провода ВЛ 4, оно взлетает при помощи летательного аппарата вертолетного типа, вследствие чего провод ВЛ начинает давить на нижнюю часть пластин 10, разводя их между собой.

Таким образом, заявляемое устройство для зарядки аккумулятора позволяет обеспечить установку устройства на провод ВЛ, а также перемещение вдоль него.

1. Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач, содержащее каркас, на котором установлен включающий в себя по меньшей мере четыре воздушных пропеллера летательный аппарат вертолетного типа, система привода, выполненная в виде роликов, система управления, а также устройство отбора мощности от провода воздушных линий электропередач, содержащее по меньшей мере два стальных магнитопроводящих полукольца с обмотками, закрепленных на отдельных пластинах, которые выполнены с возможностью прохождения между ними провода воздушных линий электропередач, сочленены между собой пружиной и соединены с каркасом шарнирами для обеспечения возможности смыкания и размыкания пластин между собой таким образом, чтобы магнитопроводящие полукольца с обмотками могли образовывать замкнутый контур, при этом пластины с противоположной от шарниров стороны выполнены со скошенным наружу внутренним краем, а выводы обмоток подключены через стабилизатор напряжения и токовый выпрямитель к аккумулятору, также установленному на каркасе.

2. Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач по п. 1, в котором летательный аппарат вертолетного типа содержит электронное устройство стабилизации и электронное устройство определения координат.

3. Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач по п. 1, в котором устройство отбора мощности закреплено на каркасе посредством планки, снабженной продольными отверстиями для ввода стопорных винтов.

4. Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач по п. 1, в котором воздушные пропеллеры расположены на каркасе симметрично относительно устройства отбора мощности.

5. Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач по п. 1, в котором центр тяжести устройства для зарядки выполнен ниже устройства отбора мощности.

6. Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач по п. 1, в котором аккумулятор размещен на каркасе ниже устройства отбора мощности.

7. Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач по п. 1, в котором обмотки магнитопроводящих полуколец выполнены из токопроводящего материала, например, из меди, алюминия, серебра, золота или их сплавов.

8. Устройство для зарядки аккумулятора от провода воздушных линий электропередач по п. 1, в котором пластины выполнены из диэлектрического материала, например, из пластмассы.

Похожие патенты:

Зарядная станция и система // 2623996

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение возможности зарядки нескольких мобильных устройств с ограничением доступа к ним.

Система для обмена энергией с электротранспортным средством // 2623621

Изобретение относится к зарядке аккумуляторов электротранспортного средства. Система для обмена энергией с электротранспортным средством содержит станцию обмена энергией, порты для обмена энергией и данными с транспортным средством, порты для обмена данными с устройством обработки данных.

Устройство передатчика мощности для индуктивной подачи мощности в мобильное устройство // 2617699

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности позиционирования мобильного устройства на базовой станции.

Катушечная система зарядки для вставляемого целевого устройства, например зубной щетки // 2616966

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности индуктивной передачи мощности.

Батарея, способ, устройство и система для защиты батареи // 2604646

Изобретение относится к области источников питания, в частности к батарее, способу и системе защиты батареи для мобильных телефонов. Предложена батарея для электронного устройства, которая содержит: перезаряжаемый источник питания и микросхему батареи, причем перезаряжаемый источник питания выполнен с возможностью подачи питания на электронное оборудование, и микросхема батареи выполнена с возможностью обнаруживать, начал ли перезаряжаемый источник питания подавать питание на электронное оборудование, и если результатом обнаружения является то, что перезаряжаемый источник питания начал подавать питание на электронное оборудование, то посылать индивидуально настроенный сигнал в электронное оборудование через предварительно определенный передающий контакт.

Способ увеличения срока службы конденсаторов в последовательных блоках и устройство для его реализации // 2603260

Изобретение относится к устройству (1) для отслеживания и/или балансирования ультраконденсатора (3) и/или блока (4), содержащего соединенные последовательно ультраконденсаторы (3).

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта // 2602078

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках.

Приспособление для размещения мобильного устройства на зарядной поверхности вспомогательного динамика // 2587933

Изобретение относится к устройствам беспроводного заряда аккумуляторов мобильных устройств. Технический результат - обеспечение определения положения мобильного устройства на зарядной поверхности.

Устройство зарядки батареи автотранспортного средства от однофазной сети электроснабжения и способ управления устройством // 2587152

Изобретение относится к зарядным устройствам батареи автотранспортного средства на электрической тяге. Технический результат - повышение степени управляемости зарядного устройства.

Электромобиль энергосберегающий, экологически чистый и безопасный для людей // 2578647

Управление емкостью аккумуляторной батареи // 2635101

Использование – в области электротехники. Технический результат – обеспечение эффективного регулирования электрической сети. Согласно способу избирательной модуляции в электрической сети от резервной системы аккумуляторных батарей аккумуляторные батареи используют в качестве источника бесперебойного питания (UPS). Часть емкости аккумуляторных батарей используют для услуг регулирования электрической сети, при этом поддерживают резерв емкости аккумуляторной батареи для обеспечения электропитания UPS, если необходимо. Преимуществом является то, что батарейная установка контролируется эффективнее, поскольку она регулярно заряжается и разряжается. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии // 2635381

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение КПД при бесконтактной передаче мощности. Согласно изобретению бесконтактное устройство (10) передачи электрической энергии включает в себя электронный блок (250) управления, приспособленный для выполнения: i) первого управления для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора (220), ii) второго управления для управления током включения, представляющим собой выходной ток инвертора (220), путем корректировки задающей частоты, причем выходной ток представляет собой выходной ток в то время, когда выходное напряжение возрастает, и iii) корректировки режима и задающей частоты таким образом, что ток, подаваемый из инвертора (220) в блок (240) передачи электрической энергии, уменьшается в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется первое управление. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

Электромобиль энергосберегающий, экологически чистый и безопасный для людей // 2637265

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Электромобиль содержит тяговый электродвигатель, тиристорные вентили, потенциометрический пульт управления, карданный вал, мост с дифференциальным механизмом, полуоси, колеса, рулевое управление и тормоза. Электромобиль снабжен аккумуляторами с зарядным устройством от электрической сети переменного тока, которое содержит трансформатор и транзисторные диоды. Заряженные блоки конденсаторов большой емкости постоянно соединены с транзисторными диодами и с аккумуляторами. Контактный переключатель с автоматическим пультом управления частоты вращения тягового электродвигателя переменного тока соединен с аккумулятором с автономным инвертором напряжения (АИН), с системой управления АИН. АИН соединен с тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока. Обмотки статора асинхронного электродвигателя соединены с блоками конденсаторов напряжений для накопления электрической энергии. Вал тягового асинхронного электродвигателя приводит во вращение колеса электромобиля через элементы трансмиссии. Технический результат заключается в повышении экологичности и надежности электромобиля. 2 ил.

Устройство и способ поддержания рабочей температуры батареи // 2639318

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройству и способу поддержания рабочей температуры батареи, и может найти применение в области бортовых устройств, установленных на транспортных средствах, в частности, для работы этих устройств в интервале температур от -40 °С до +85 °С. Устройство поддержания рабочей температуры первой батареи характеризуется тем, что содержит: схему (140) нагрева, выполненную с возможностью нагрева первой (110) батареи, схему (200) контроля, соединенную со схемой нагрева, при этом схема контроля выполнена с возможностью управления работой схемы нагрева в зависимости от определенного программирования, которое в случае отключения второй батареи (170), за счет работы первой батареи, получающей тепло, обеспечивает повышение надежности и безопасность работы транспортного средства, что является техническим результатом изобретения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы.

База для зарядки батареи и способ зарядки с применением такой базы // 2644760

Объектом изобретения является зарядный узел, содержащий подвижный аппарат и зарядную базу (20), имеющую форму, соответствующую форме подвижного аппарата, и выполненную с возможностью установки на ней подвижного аппарата и предназначенную для зарядки батареи подвижного аппарата, содержащего по меньшей мере одно колесо (50, 51, 52), при этом база (200) выполнена с возможностью подключения к электрическому источнику, отличающийся тем, что база (200) содержит приемную поверхность (210) и цокольную плоскость (220), предназначенную для размещения на опорной плоскости (230), при этом приемная поверхность (210) и цокольная плоскость (220) базы (200) образуют острый угол (240), полусферическую полость (250), выполненную в виде выемки в приемной поверхности (210) и предназначенную для размещения в ней упомянутого по меньшей мере одного колеса (50, 51, 52), по меньшей мере один электрический соединитель (260), расположенный таким образом, чтобы обеспечивать соединение базы (200) с батареей во время опускания упомянутого по меньшей мере одного колеса (50, 51, 52) в полусферическую полость (250). Объектом изобретения является также способ зарядки с применением заявленного зарядного узла. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Система зарядки мобильных устройств // 2645748

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение надежной и оперативной подзарядки мобильного устройства пользователя. Система зарядки мобильных устройств содержит зарядные станции (1) с запираемыми местами (например, индивидуальными ячейками) (2) для индивидуальной установки, зарядки и хранения съемных мобильных зарядных устройств (3) (ПБ), выполненных каждое с накопителем электроэнергии (не изображен), с одним электрическим соединителем (4) для зарядки его накопителя при сопряжении с ответным соединителем (5) ячейки (2) зарядной станции (1) и с другим (стандартным) электрическим соединителем (не изображен) для подключения накопителя электроэнергии устройства (3) к аккумулятору мобильного устройства (гаджета) (6) при его сопряжении с ответным соединителем последнего. Система содержит центральный сервер (7) управления зарядными станциями (1) выполненный с процессором и с возможностью подсчета залоговой стоимости и арендной платы за пользование любым из мобильных зарядных устройств (3). Каждая зарядная стация (терминал) (1) снабжена контроллером (не изображен), связанным с центральным сервером (7) и выполненным с возможностью взаимодействия с механизмом (средством) (14) управления доступом к готовому для использованию съемному мобильному зарядному устройству (3), поворотной (на угол до 180°) дверцей (15), средствами (не изображены) тестирования исправности мобильных зарядных устройств (3), помещаемых в зарядную станцию (1), и счетчиком (не изображен) времени изъятия и возврата мобильных зарядных устройств (3). Механизм (средство) (14) может иметь запорный штырь (17), который вводится в боковую часть ПБ (3). Каждая зарядная станция (1) выполнена, предпочтительно, в виде автономного автоматизированного терминала (1) и снабжена резервным источником бесперебойного питания, а контроллер каждой из зарядных станций (1) связан с сервером (7) по сети Интернет (8). В результате создана система, обеспечивающая совмещение во времени длительного хранения в состоянии готовности и непрерывного контроля исправности и готовности к использованию и к возврату зарядных устройств (ПБ 3) на маршруте пользователей. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ заряда литий-ионной аккумуляторной батареи // 2647128

Использование: в области электротехники. Техническим результатом является повышение эффективности использования литий-ионной аккумуляторной батареи при длительной ее эксплуатации. Согласно способу при проведении заряда литий-ионной аккумуляторной батареи из n последовательно соединенных аккумуляторов с подключенными к ним через коммутаторы балансировочными резисторами, с контролем напряжения аккумуляторов и ограничением заряда по достижении напряжения любого из аккумуляторов заданного максимального значения, при включении заряда выбирают аккумулятор с наименьшим текущим напряжением UMIN, исходя из него рассчитывают общее время включения заряда ТОБЩ до его максимальной величины U, а к остальным аккумуляторам в процессе заряда подключаются балансировочные резисторы на время, индивидуальное для каждого аккумулятора. 1 ил.