Способ контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания



Способ контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания
Способ контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания
Способ контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания
Способ контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания
Y02E40/00 -
Y02E40/00 -

Владельцы патента RU 2687302:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к области измерения электрических величин, а именно к измерению токов и напряжений при испытаниях и проверке источников бесперебойного питания, и может быть использовано в испытательных стендах космических аппаратов. Способ заключается в том, что в процессе работы у потребителя производят измерение входного и выходного токов и напряжений вторичного источника бесперебойного питания только при изменении его входных или выходных параметров. Затем определяют первую производную этих сигналов, на основе которых, предварительно определив частоту аналого-цифровых преобразований, производят аналого-цифровое преобразование входного и выходного токов и напряжений, сохраняют полученные значения и производят их анализ, на основании которого определяют потребляемую и отдаваемую в нагрузку мощности и оценивают длительность переходного процесса. Техническим результатом при реализации заявленного решения является разработка способа контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания в процессе его работы у потребителя. 3 ил.

 

Изобретение относится к области измерения электрических величин, а именно к измерению токов и напряжений при испытаниях и проверке источников бесперебойного питания и может быть использован в испытательных стендах космических аппаратов.

Известен способ испытаний вторичного источника бесперебойного питания [RU 142950 U1, МПК H02J 13/00 (2006.01), опубл. 10.07.2014], выбранный в качестве прототипа, в котором с помощью автотрансформатора изменяют входные параметры сети электропитания, изменяют нагрузку источника питания, измеряют входной и выходной токи и напряжения источника бесперебойного питания, сохраняют эти данные, а затем производят анализ входного и выходного напряжений и токов, определяют потребляемую и отдаваемую в нагрузку активную и полную мощности, гармонические искажения тока и напряжения на входе и выходе источника бесперебойного питания.

Однако этот способ не позволяет контролировать параметры источника питания в процессе работы при наземных испытаниях космического аппарата.

Техническим результатом предложенного изобретения является разработка способа контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания в процессе его работы у потребителя.

Способ контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания, также как в прототипе, включает измерение входного и выходного токов и напряжений, их сохранение и анализ, на основании которого определяют потребляемую и отдаваемую в нагрузку мощность.

Согласно изобретению измерения осуществляют в процессе работы у потребителя только при изменении входных или выходных параметров вторичного источника бесперебойного питания, причем после измерения входного и выходного токов и напряжений определяют первую производную этих сигналов, на основе которых, предварительно определив частоту аналого-цифровых преобразований, производят аналого-цифровое преобразование входного и выходного токов и напряжений, сохраняют полученные значения и производят их анализ, на основании которого определяют потребляемую и отдаваемую в нагрузку мощности и оценивают длительность переходного процесса.

Способ позволяет проводить контроль и анализ параметров вторичного источника бесперебойного питания после проведения наземных испытаний космического аппарата: входного и выходного тока, уровня его отклонения, входного и выходного напряжения, уровня его отклонения, длительности переходного процесса, мощности, потребляемой и отдаваемой в нагрузку.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

На фиг. 2 показана схема блока сжатия 5 (БС).

На фиг. 3 показаны графики зависимостей а) - выходного тока и б) - выходного напряжения от времени на входе согласующего устройства 1 (СУ); в) выходного напряжения от времени на выходе первого дифференцирующего усилителя 10 (ДУ1) и г) -на выходе второго дифференцирующего усилителя 11 (ДУ2); д) - выходного напряжения от времени на выходе сумматора 14 (С); е) - выходного напряжения от времени на выходе генератора управляемого напряжением 6 (ГУН); графики, отображаемые на экране персонального компьютера 9 (ПК), восстановленных форм ж) - тока из) - напряжения от времени.

Способ контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания осуществлен с помощью устройства, которое содержит согласующее устройство 1 (СУ), входы которого подключены к входной сети 2 (ВС) и выходу вторичного источника питания 3 (ИП), подключенного к входной сети 2 (ВС) и к нагрузке. Выходы согласующего устройства 1 (СУ) соединены с входами аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП), а также с входами блока сжатия 5 (БС), выход которого соединен с входом генератора управляемого напряжением 6 (ГУН), выход которого подключен к микроконтроллеру 7 (МК). Микроконтроллер 7 (МК) соединен с входами запоминающего устройства 8 (ЗУ), персонального компьютера 9 (ПК) и выходом аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП).

Блок сжатия 5 (БС) (фиг. 2) содержит четыре дифференцирующих усилителя 10 (ДУ1), 11 (ДУ2), 12 (ДУ3), 13 (ДУ4) и сумматор 14 (С).

Все дифференцирующие усилители выполнены одинаково и каждый содержит резистор 15, один вывод которого подключен к конденсатору 16 и инвертирующему входу операционного усилителя 17 (ОУ1). Второй вывод резистора 15, подключен к выходу операционного усилителя 17 (ОУ1). Неинвертирующий вход операционного усилителя 17 (ОУ1) подключен к общей шине питания 18.

Сумматор 14 (С) содержит второй 19, третий 20, четвертый 21 и пятый 22 резисторы, один вывод которых подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя 23 (ОУ2) и шестому резистору 24, второй вывод которого соединен с выходом второго операционного усилителя 23 (ОУ2). Неинвертирующий вход второго операционного усилителя 23 (ОУ2) подключен к общей шине питания 18.

Выходы операционных усилителей 17 (ОУ1) каждого дифференцирующего усилителя 10 (ДУ1), 11 (ДУ2), 12 (ДУ3), 13 (ДУ4) подключены к вторым выводам соответствующих резисторов 19, 20, 21 и 22.

Выход второго операционного усилителя 23 (ОУ2) связан с генератором управляемым напряжением 6 (ГУН).

Другой вывод конденсаторов 16 дифференцирующих усилителей 10 (ДУ1), 11 (ДУ2), 12 (ДУ3), 13 (ДУ4) подключен к выходам согласующего устройства 1 (СУ) и к входам аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП).

Согласующее устройство 1 (СУ) выполнено на резисторах типа Р1-12 и стабилитроне 2С117А Аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП) собран на микросхеме AD9272. Генератор управляемый напряжением 6 (ГУН) может быть выполнен на микросхеме NE555. В качестве микроконтроллера 7 (МК) использован микроконтроллер ATMEGA 128. Запоминающее устройство 8 (ЗУ), объемом не менее 64 Кб, выполнено на микросхемах IDT72V293. Персональный компьютер 9 (ПК) может быть любым, например, Acer "Revo RL70". В качестве операционных усилителей 17 (ОУ1) и 23 (ОУ2) выбраны типовые операционные усилители К544УД2. В качестве резисторов 15, 19, 20, 21, 22 и 24 использованы резисторы типа Р1-12. В качестве конденсатора 16 выбран конденсатор типа К10-47.

Были проведены испытания вторичного источника бесперебойного питания, используемого при испытании космического аппарата, преобразующего входное постоянное напряжение 100 вольт в постоянное выходное напряжение 30 вольт. Источник бесперебойного питания 3 (ИП) был подключен к бортовой электронной аппаратуре космического аппарата. При подаче на его вход напряжения питания, входное и выходное напряжение вторичного источника бесперебойного питания 3 (ИП), а также входной и выходной ток поступали на входы согласующего устройства 1 (СУ), где понизились до уровня, необходимого для работы с аналого-цифровым преобразователем 4 (АЦП) и блоком сжатия 5 (БС). Выходные данные с аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП) поступали на микроконтроллер 7 (МК), который по сигналам с блока сжатия 5 (БС) записывал эти данные в запоминающее устройство 8 (ЗУ).

Одновременно, входное и выходное напряжение, а также входной и выходной ток вторичного источника питания 3 (ИП) через согласующее устройство 1 (СУ) поступали на вход блока сжатия 5 (БС). Блок сжатия 5 (БС) формировал напряжение, пропорциональное значению первой производной, которое поступало на вход генератора управляемого напряжением 6 (ГУН). Генератор управляемый напряжением 6 (ГУН) в зависимости от уровня, поступающего на него напряжения с блока сжатия 5 (БС), изменял частоту генерируемых импульсов.

Если напряжения и токи на входах согласующего устройства 1 (СУ) не изменялись, то выходные напряжения каждого дифференцирующего усилителя 10 (ДУ1), 11 (ДУ2), 12 (ДУ3), 13 (ДУ4) были равны нулю, и соответственно выходное напряжение сумматора 14 (С) также было равно нулю, поэтому частота генератора управляемого напряжением 6 (ГУН) минимальна.

При изменении выходного тока и выходного напряжения на входе согласующего устройства 1 (СУ) в момент времени t0 (а и б на фиг. 3), на выходе первого дифференцирующего усилителя 10 (ДУ1) и второго дифференцирующего усилителя 11 (ДУ2) появляются напряжения, пропорциональные производной от этих изменений (в, г на фиг. 3), которые, пройдя через сумматор 14 (С) (д на фиг. 3), поступают на генератор управляемый напряжением 6 (ГУН), при этом частота генерируемых импульсов возрастает (е на фиг. 3). В соответствии с выходной частотой генератора управляемого напряжением 6 (ГУН) микроконтроллер 7 (МК) производит считывание данных с аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП) и записывает их в запоминающее устройство 8 (ЗУ). Кроме этого, микроконтроллер 7 (МК) записывает текущее время, при котором произошло считывание данных с аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП). При анализе по сигналу запроса с персонального компьютера 9 (ПК), микроконтроллер 7 (МК) считывает данные из запоминающего устройства 8 (ЗУ) и передает их в персональный компьютер 9 (ПК), в котором производится восстановление и анализ данных о работе источника питания 3 (ИП).

На персональном компьютере 9 (ПК) отображаются следующие параметры: восстановленная форма выходного тока вторичного источника бесперебойного питания, мгновенный уровень тока в амперах, уровень отклонения выходного тока ΔI (ж на фиг. 3), восстановленная форма выходного напряжения, уровень отклонения выходного напряжения ΔU, мгновенное значение напряжения вольтах, длительность Т переходного процесса (з на фиг. 3).

Контроль входного напряжения и тока вторичного источника бесперебойного питания проводят аналогично вышеизложенному.

На основании полученных данных в виде мгновенных значений тока и напряжения проводят расчет мощности, отдаваемой в нагрузку и длительность переходного процесса.

Значение тока нагрузки I в момент времени t1. равно 8 ампер, а значение выходного напряжения равно 27 вольт. Отсюда мощность, отдаваемая в нагрузку:

Р=I*U=8*27=216 Вт

Способ контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания, включающий измерение входного и выходного токов и напряжений, их сохранение и анализ, на основании которого определяют потребляемую и отдаваемую в нагрузку мощность, отличающийся тем, что измерения осуществляют в процессе работы у потребителя только при изменении входных или выходных параметров вторичного источника бесперебойного питания, причем после измерения входного и выходного токов и напряжений определяют первую производную этих сигналов, на основе которых, предварительно определив частоту аналого-цифровых преобразований, производят аналого-цифровое преобразование входного и выходного токов и напряжений, сохраняют полученные значения и производят их анализ, на основании которого определяют потребляемую и отдаваемую в нагрузку мощности и оценивают длительность переходного процесса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится энергетике, а именно к автономным системам энергоснабжения объектов, удаленных от центрального энергоснабжения. Автономная энергетическая установка содержит аппаратный и топливный отсек, расположенные внутри корпуса, первичный источник энергии в виде источника возобновляемой энергии, вторичный источник энергии в виде топливного генератора с воздушным охлаждением, расположенного на теплопроводящей подложке с нагревательным элементом в термоизолированном шкафу топливного отсека, накопители энергии в виде аккумуляторных батарей и блок управления установкой, расположенные в климатическом шкафу аппаратного отсека.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности посредством уменьшения полного энергопотребления устройства и за счет этого продление срока службы устройства и его аккумулятора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании и создании энергопреобразующей аппаратуры для систем электропитания от аккумуляторной батареи, в том числе систем электропитания космических аппаратов.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение энергетической эффективности, расширение функциональных возможностей бортовых систем электропитания (СЭП), улучшение электромагнитной совместимости.

Группа изобретений относится к системе электропитания космического аппарата (КА). В способе питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания КА от первичного источника, например солнечной батареи (СБ), и вторичного источника электроэнергии, например аккумуляторной батареи (АБ), стабилизируют «n» номиналов напряжения нагрузки и согласовывают работу первичного и вторичного источников электроэнергии на первом уровне стабилизации напряжения.

Изобретение относится к транспортным средствам. Способ управления гибридной силовой установкой транспортного средства, имеющего двигатель и избирательно подключаемые при помощи преобразователя постоянного тока в постоянный высоковольтную и низковольтную системы электроснабжения, содержит этапы, на которых определяют, целесообразно ли выполнить автоматическую остановку двигателя для уменьшения расхода топлива.

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств. Система электропитания включает в себя первую схему, вторую схему и контроллер напряжения.

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение вероятности возникновения аварийной ситуации из-за нарушения энергобаланса системы электропитания (СЭП).

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности системы автономного электроснабжения.

Группа изобретений относится к серверу и системе зарядки-разрядки, а также к способу управления сервером. Система содержит сервер и множество зарегистрированных транспортных средств, каждое из которых оснащено заряжаемым-разряжаемым аккумулятором и соединено с сервером с возможностью информационного обмена.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы электроснабжения, в частности в обеспечении оптимального режима эксплуатации различных типов аккумуляторных батарей, достигается тем, что система электроснабжения транспортной машины содержит: аккумуляторную батарею, генератор, сеть питания, регулятор напряжения, в состав которого входят формирователь первого опорного сигнала, первое измерительное звено, первое звено сравнения и исполнительный элемент, связанный с обмоткой возбуждения генератора, средства контроля состояния аккумуляторной батареи, формирователь второго опорного сигнала, второе измерительное звено, второе звено сравнения и разъемное соединение, при этом на неинвертирующий вход второго звена сравнения подан второй опорный сигнал, а на инвертирующий вход - сигнал с выхода второго измерительного звена, подключенного к сети питания, также формирователь первого опорного сигнала снабжен корректирующим входом и выполнен так, что величина первого опорного сигнала является нарастающей функцией от величины сигнала на корректирующем входе, который выполнен с возможностью подключения к выходу второго звена сравнения через разъемное соединение.

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение несимметрии фазных напряжений сети относительно сети и повышение надежности электрооборудования.

Настоящее изобретение в целом относится к вращающимся электромеханическим системам, в частности к компьютеризированным средствам защиты вращающихся электромеханических систем от повреждений, вызванных механической перегрузкой.

Использование: в области электротехники. Технический результат – предотвращение одновременного перехода нескольких инверторных электрических станций в режим пассивного управления в состоянии секционирования.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в возможности аналоговой токовой петли обеспечивать компонент устройства вторичным рабочим напряжением, полученным от аналоговой токовой петли в отсутствие источника первичного рабочего напряжения.

Изобретение относится к областям электротехники и электроэнергетики и может быть применено на тепловых электростанциях с паротурбинным циклом Ренкина (например, конденсационные электростанции - КЭС), с газотурбинным циклом Брайтона (например, электростанции с газотурбинными установками - ПТУ, на парогазовых электростанциях - ПТУ), использующих газовое топливо, например, традиционный природный газ.

Изобретение относится к электроэнергетике и электротехнике и может быть использовано для повышения качества электроэнергии в однофазных электрических сетях. Однофазный активный фильтр обеспечивает снижение коэффициентов искажения синусоидальности тока и напряжения питающей сети и поддержание определенного коэффициента мощности при динамически изменяющейся нелинейной нагрузке.

Использование в области электротехники. Технический результат – обеспечение распределения электроэнергии, измерения расхода потребленной потребителями электроэнергии, обнаружения места утечки электроэнергии (незаконного отбора электроэнергии), мониторинга распределительной сети и фиксации времени утечки электроэнергии.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение оптимального размещения устройств защиты в энергораспределительной сети.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат, заключающийся в повышении эффективности и надежности поддержания общей устойчивости системы местной электросети внутри заданных предельных значений, достигается за счет устройства (1) и способа для управления устойчивостью местной электросети (3).

Изобретение относится к области испытаний электрических систем. Контрольное устройство содержит генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выходы которого связаны с входом индикатора.

Изобретение относится к области измерения электрических величин, а именно к измерению токов и напряжений при испытаниях и проверке источников бесперебойного питания, и может быть использовано в испытательных стендах космических аппаратов. Способ заключается в том, что в процессе работы у потребителя производят измерение входного и выходного токов и напряжений вторичного источника бесперебойного питания только при изменении его входных или выходных параметров. Затем определяют первую производную этих сигналов, на основе которых, предварительно определив частоту аналого-цифровых преобразований, производят аналого-цифровое преобразование входного и выходного токов и напряжений, сохраняют полученные значения и производят их анализ, на основании которого определяют потребляемую и отдаваемую в нагрузку мощности и оценивают длительность переходного процесса. Техническим результатом при реализации заявленного решения является разработка способа контроля параметров вторичного источника бесперебойного питания в процессе его работы у потребителя. 3 ил.

Наверх