Устройство для коммутации параллельно-работающих электрохимических источников тока

ОПИСАН-ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскии Социалистицеских Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11.1 076 (21) 2410311/24-0 Кл.2 с присое (23) При динением заявки Мритетбликовано 05.06.78. Бопубликования оп Н 02 Ю 7/3 Государственный иоинтеСовета Инниотроа СССРоо делан изобретенийн открытий3) Оп ллетень Эй 21ания 05.05.78(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ ПАРРАБОТАОЩИХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХТОКА ЕЛЬНООЧНИКОВ и и Изобретение относится к,устройствам, обеспечивающим подключение и отключение от общих силовых шин параллельно работающих электрохимических источников постоянного тока, например, на базе топливных элементов, и может быть использовано при создан систем энергопитания потребителей постоянным током.При создании энергосистем постоянного тока на базе электрохимических источников, например топливных элементов, для получения требуемого напряжения последние соединяют по последовательно-параллельной схеме в модули, которые для обеспечения надежности и требуемой мощности энергосистемы подключают параллельно к общим шинам.В связи с этим возникает необходи мость в коммутации параллельно работающих источников тока, т.е. их подключения к общим шинам и отключения от них.Известно устройство для подключения электрохимических источников тока при помощи электромагнитных контакторов 1) . Использование контакторов, несмотря на простоту управления, не всегда допустимо с точки зРения пожаровзрывобезопасности, априменение пожаровзрывозащищеннйхконтакторов значительно увеличиваетвес и габариты устройства,Известно также устройство для комМутации параллельно работающих электрохимических источников тока, содержащее соединенные последовательно скаждым источником включающие тиристоры, коммутирующий конденсатор ивспомогательные тиристоры 123Это устройство имеет большие габариты и вес вследствие использованиядля каждого источника индивидуального выключателя, а также сложную схему вследствие сложности каждого выключателя.Цель изобретения - упрощениеустройства, уменьшение его весагабаритов.Указанная цель достигается тем,что в известное устройство для коммутации параллельно работающих электрохимических источников тока, содержащее последовательно соединенные скаждым источником включающие тиристоРы, коммутирующий конденсатор ивспомогательные тиристоры, введенпереключатель полярности подключениякоммутирующего конденсатора, причемкаждьп вспомогательный тиристор подключен одним силовым электрОдОм кточке соединения соответствующего ис"точника и включающего тиристора, адругим силовым электродом - к общейточке источников тока через коммути 5рующий конденсатор и укаэанный переключатель полярности его подключенияСхема устройства изображена на чертеже,устройство содержит параллельновключенные электрохимические источникитока 1, подключенные через включающиетиристоры 2 к силовым клеммам 3 и 4,нагрузку 5, вспомогательные тиристорыб, катоды которых соединены между собой и через переключатель полярностиподключения 7 соединены с одной обкладкой коммутирующего конденсатора8, вторая обкладка которого черезтОкоограничивающий резистор 9 и кон- фтакты переключателя подключения 7соединена с общей силовой клеммой 4источников тока 1, Переключатель 7полярности подключения конденсаторасодержит вспомогательные реле 10 и 11,25подключенные через диоды 12 и 13 параллельно конденсатору, и переключающеереле 14, обмотка которого соединенас силовой клеммой 4 и через контактные группы реле 10 и 11 - с силовой 30клеммой 3.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все включающие тиристоры 2 и вспомогательныетиристоры б выключены, конденсаторразряжен, обмотки переключающего реле 14 и вспомогательных реле 10 и 11обесточены, Подачей запускающих импульсов на управляющие электроды тиристоров 2 электоохимические источ 40ники тока 1 подключаются к силовойклемме 3 и к нагрузке 5. Если необходимо отключить от силовой клеммы 3какой-либо источник, на управляющийэлектрод соответствующего вспомогательного тиристора подают запускающийимпульс, тиристор открывается, и создается цепь для протекания тока заряда конденсатора от положительноговывода отключаемого источника токачерез открытый вспомогательный ти- "0ристор, контакты реле 14 и токоограничивающнй резйстор 9 к отрицатель"ному выводу отключаемого-источника.При этом вследствие падения вольтамверной характеристики напряжение на 55отключаемом источнике снижается, итем больше, чем меньше номинал резистора 9 и чем больше емкость конденсатора, Параметры последних выбирают таким образом, чтобы при вклю-, Е 1чении вспомогательного тиристора наотключаемом источнике тока происхо дила просадка напряжения, достаточ"ная для надежного закрывания соответствующего включающего тиристора образующейся пои этом запирающей разностью напряжений между силовой клеммой 3 иположительным выводом отличаемогоисточника тока,По мере заряда конденсатора напряжение на нем возрастает. Когда онодостигает определенной величины,включается вспомогательное реле 10,обмотка которого через диод 12 подключена параллельно конденсафгору.Включение реле 10 вызывает срабатывание переключающего реле 14 по цеписиловая клемма 3, нормально замкнутыеконтакты реле 11, нормально разомкнутые контакты реле 10, силовая клемма 4, Реле 14 самоблокируется своимнормально разомкнутым койтактом, вкла"ченным параллельно нормально разомкнутому контакту реле 10.Переключение контактных групп реле 14 вызывает разрыв цепи, по которой протекает ток заряда конденсатора, в результате чего закрываетсявспомогательный тиристор и одновременно положительно заряженная обкладкаконденсатора подключается к отрицательной силовой клемме 4, а отрицательно заряженная - к катодам вспомогательных тиристоров, и устройствовновь готово к следующим отключениям,Напряжение срабатывания реле 10 и 11выбирают таким, чтобы оно соответствовало окончанию заряда конденсатора,В этом случае контактные группы реле14 комиутируют незначительные токи всравнении с токами нагрузки источни"ков тока.Описанное устройство не нуждается в дополнительных гальванически разделенных источниках напряжения, один коммутирующий конденсатор обеспечивает отключение источников тока, кроме последнего, Кроме того, при отключении источников тока отсутствуют ком" мутационные перенапряжения на силовыхклеммах энергоустановки.Использование устройства для коммутации параллельно работающих электрохимических источников тока позво" ляет повысить надежность энергоустановок на их основе и уменьшить их вес и габариты,Формула изобретенияустройство для коммутации параллельно работающих электрохимических источников тока, содержащее соединенные последовательно с нажми источником включающие тиристоры; коммутирую. щий конденсатор и вспомогательные тиристоры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью его упрощения, уменьшения его веса и габаритов, в него введен переключатель полярности подключения коммутирующего конденса10242 Составитель В.ОглоблевРедактор Б,федотов Техред Н. Бабурка Корректор С ова каз 3030/45 Тираж 892 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушПодписноеСовета Министров СССРоткрытийская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тора причем каждый вспомогательныйтиристор подключен одним силовым электродом к точке соединения соответствующего источника и включающего тиристора, а другим силовым электродом - кобщей точке источников тока черезкоммутирующий конденсатор и указанныйпереключатель полярности его подключения. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1,Патент США 93496450, кл.323-15,1969.2,. Электротехническая промышленность, сер. Преобразовательная техника, 1976, вып. 4 (75), с.12,Окунев В.А. и др. Быстродействующий тиристорный выключатель,