Система электроснабжения на два уровня напряжения

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения автомобилей и сельскохозяйственных машин с дизельными двига.- телями.Цель изобретения - повышение надежности работы системы, увеличение срока службы второй аккумуляторной батареи и улучшение массогабаритных показателей системы электроснабжения,На чертеже приведена принципиальная электрическая схема системы электроснабжения на два уровня напряжения.ЪСистема содержит вентильный синхронный генератор с обмоткой 1 якоря и выводами 2-4 Ьаз обмотки якоря, подключенными к входу первого выпря мительного мос 1 а 5, включающего диоды 6 - 11, непосредственно, а к входу второго выпрямительного моста 12, включающего диоды 13-18, - через электрические конденсаторы 19-21, с обмоткой 22 возбуждения, соединен. ной выводами с выходом регулятора 23 напряжения, вход которого включен совместно с потребителями 24 напряжения низкого уровня между плюсовым 25 и минусовым 26 выводами первого выпрямительного моста, первую аккуму ляторную батарею 27, минусовой вывод которой соединен с минусовым выводом 26 первого выпрямительного моста, а плюсовой вывод связан с плюсовым выводом 25 первого выпрямительного моста 5, вторую аккумуляторную батарею 28, включенную плюсовым выводом к плюсовому выводу 29 второго выпрямительного моста, а минусовым выводом к плюсовому выводу первой аккумуляторной батареи, пороговый элемент 30, подключенный входом между плюсовым и минусовым выводами второй аккумуляторной батареи, а выходом через усилитель 31 мощности, связанный с цепями управления управляемого ключа 32, посредством которого осуществлена связь между плюсовыми выводами первой аккумуляторной батареи и первого выпрямительного моста.Пороговый элемент 30 и усилитель31 мощности могут быть выполнены посхеме регулятора напряжения Я 112 Ас включенным ,на выход регуляторанапряжения элементом НЕ, на выходкоторого подключена обмотка контакто35 40 5 10 15 20 25 ра с замыкающими, контактами, являющимися управляемым ключом 32.В случае использования в качестве управляемого ключа 32 размыкающе.го управляемого ключа элемент НЕ навыходе регулятора напряжения можетотсутствовать а выход регуляторанапряжения в этом случае подключается на вход обмотки контактора с размыкающими контактами, являющегосяуправляемым ключом 32,Другим вариантом исполнения порогового элемента 30, усилителя 31мощности и управляемого ключа 32 является реле, обмотка которого включена между плюсовой и минусовой клеммами выводов второй аккумуляторнойбатареи, а замыкающие контакты в цепи питания обмотки контактора - сзамыкающими контактами, Причем обмотка контактора может питаться какот, первой аккумуляторной батареи,так и от второй аккумуляторной батареи или от. двух аккумуляторных батарей напряжением 24 В,Возможен бесконтактный вариант выполнения управляемого ключа 32. Междуплюсовым выводом второго выпрямительного моста и минусовым выводом первого выпрямительного моста могут подключаться потребители 33 напряжения24 В. Вентильный синхронный генератор приводится во вращение от двигателя внутреннего сгорания автомобиля или сельскохозяйственной машины.Фазы вентильного синхронного генератора могут соединяться звездой или треугольником. Для питания потребителей по низкому уровню при неработающем генераторе необходимо ввести дополнительно размыкающий контакт 34 с управляющей цепью, подключенныйк выходу первого выпрямительного моста. В качестве управляющей цепи и размыкающего контакта может исполь зоваться электромагнитное реле 35,Устройство работает следующимобразом. В первом режиме работы, когда напряжение второй аккумуляторной ба тареи 28 вьппе напряжения срабатывания порогового элемента 30, что свидетельствует о высоком уровне еезаряженности, управляемый ключ 32замкнут. При этом первая аккумуляторная батарея 27 и потребители по низшему уровню напряжения получаютэлектроэнергию от вентильного синхронного генератора через первый выпрямительный мост 5. Кроме этого,потребители 33 по высшему уровню наппряжения, вторая аккумуляторная батарея 28 с соединенными последовательно с ней и параллельно междусобой первой аккумуляторной батареей27 и потребителями 24 по низшемууровню напряжения получают электро- Оэнергию от удвоителя напряжения,выполненного на конденсаторах 19-21и выпрямительных мостах 5 и 12,Удвоитель напряжения работаетследующим образом. В каждый момент 15времени заряжается конденсатор, подключенный к тому выводу фазы обмотки1 якоря вентильного синхронного генератора, напряжение на котором наиболее отрицательно. Так, например, 20П 2 ПЗ Пф в где П 1 в Пз утенциалы выводов 2-4 фаз, то заряжается конденсатор 21 по цепи: вывод2 фазы обмотки якоря, диоды 9 и 15,конденсатор 21, вывод 4 фазы обмотки 25якоря, обмотка 1 якоря. Заряд конденсаторов осуществляется до напряжения,близкого к максимальному мгновенномузначению линейного напряжения обмотки 1 якоря. 30В тот же момент времени разряжается конденсатор, подключенный ктой фазе обмотки 1 якоря, напряжениекоторой наиболее положительно. Напри.мер, конденсатор 19 разряжается поцепи: вывод 2 фазы обмотки якоря,конденсатор 19, диод 16, потребители .33 по высшему уровню напряженияс аккумуляторными батареями 28 и 27и потребителями 24 по низшему уровню 40напряжения, диод 7, вывод 4 фазыобмотки якоря, обмотка якоря.Регулятор 23 напряжения поддерживает постоянным напряжение напервой аккумуляторной батарее 27 и 45потребителях 24. Напряжение на второй аккумуляторной батарее равно разности напряжений на выходе удвоителянапряжения и на выходе первого выпрямительного моста. 50Так как в этом режиме работы об-мотка 1 якоря подключена через первый выпрямительный иост 5 к первойаккумуляторной батарее 27, являющейся источником противоЭДС, то ток навыходе первого выпрямительного моста5 носит явно выраженный пульсирующий характер. При этом пульсации то" ка, отнесенные к величине его постоянной составляющей, приблизительноравны величине пульсации напряженияна выходе первого выпрямительногомоста 5, отнесенной к разности постоянной составляющей этого напряжения и противоЭДС,Таким образом, относительная вели.чина пульсаций тока превосходит относительную величину пульсации напряжения на выходе первого выпрямительного моста 5. Причем моменты достижения током на выходе первого вы нпрямительного моста амплитудного значения совпадают с моментами достижения линейным напряжением обмоткиякоря амплитудного значения. Искажение формы тока на выходе первого вы"прямительного моста 5 и, следователь,но, тока в обмотке 1 якоря приводитк искажению формы линейного напряжения обмотки якоря. Причем за счетвозрастания тока в моменты времени,близкие к моментам достижения напряжением амплитудных значений к дополнительной подгрузке обмотки якоря,уменьшаются амплитуды значения линейных напряжений обмотки якоря. Этоуменьшение амплитудных значений напряжения не компенсируется регулято-(ром 23 напряжения, так как он стабили.зирует среднее значение напряженияна выходе первого выпрямительногомоста, а оно остается постоянным,поскольку фильтрующее действие емкости первой аккумуляторной батареи несказывается на постоянной составляюшей напряжения.Во втором режиме работы устройства, когда напряжение второй аккумуляторной батареи 28 меньше напряжения срабатывания порогового элемента, что свидетельствует о сильномразряде второй аккумуляторной батареи, управляемый ключ 32 размыкается. При этом ток заряда первой аккумуляторной батареи 27 через первый выпрямительный мост 5 прекращается, что приводит к уменьшению напряжения на первой аккумуляторной батарее по сравнению с этим напряжением в первом режиме. Кроме того, с отключенйем первой аккумуляторной батаф реи от первого выпрямительного моста прекращается искажающее действие противоЭДС на ток и линейное напряже ные в обмотке якоря, что влечет за191 б 76и габариты системы электроснабжения,так как в этом случае уменьшаетсятребуемая емкость конденсаторов. Формула изобретения Система электроснабжения на двауровня напряжения, содержащая венСоставитель И, Найдина Редактор Н. Тупица Техред Л,Олийнык Корректор М, Демчик 1Заказ 2522/50 Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 3 собой возрастание амплитудного значения линейного напряжения обмотки якоря по отношению к этому значению напряжения в первом режиме, Следовательно, возрастает напряжение на выходе удвоителя напряжения.Возрастание напряжения на выходе удвоителя напряжения и уменьшение а напряжения первой аккумуляторной батареи во втором режиме работы по отношению к первому режиму работы приводит к увеличению напряжения заряда и тока заряда второй аккумуля торной батареи, что ускоряет ее заРядеПосле пуска двигателя внутреннего сгорания обе аккумуляторные батареи являются разряженными, причем первая аккумуляторная батарея разряжает ся больше, чем вторая, так как к ней подключены стояночные потребители. Управляемый ключ 32 размыкается и осуществляется ускоренный заряд второй аккумуляторной батареи и заряд первой аккумуляторной батареи тем же током, что и заряд второй аккумуляторной батареи. В момент времени, когда вторая аккумуляторная батарея зарядится до достаточного уровня, т управляемый ключ 32 замыкается, ток заряда второй аккумуляторной батареи уменьшается. Зато резко возрастает ток заряда первой аккумуляторной батареи, так как она начинает получать электроэнергию через первый выпрямительный мост. К концу рабочего дня обе аккумуляторные батареи оказываются заряженными до тре буемого уровня.Обеспечение регулирования тока заряда второй аккумуляторной батареи позволяет улучшить условия ее работы, срок ее службы и надежность работы всей системы электроснабжения в целом.Кроме того, обеспечение увеличения напряжения на выходе удвоителя напряжения позволяет уменьшить массу 1 О 15 го 25 30 3. 40 4.5 тильный синхронный генератор с обмоткой якоря, выводы которой подключены к входу первого выпрямительногомоста непосредственно, а к входувторого выпрямительного моста - черезэлектрические конденсаторы, причемплюсовой вывод первого выпрямительного моста соединен с минусовым выводом второго выпрямительного моста, ас обмоткой возбуждения, подключенной к выходу регулятора напряжения,вход которого подключен между плюсовым и минусовым выводами первого выпрямительного моста совместно с потребителями по низшему уровню напряжения, первую аккумуляторную батарею,минусовой вывод которой соединен сминусовым выводом первого выпрямительного моста, а плюсовой выводсвязан с плюсовым выводом первоговыпрямительного моста, вторую аккумуляторную батарею, минусовой выводкоторой соединен с плюсовым выводомпервой аккумуляторной батареи, а плю.совой вывод соединен с плюсовым выводом второго выпрямительного моста, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения надежностиработы, улучшения ее массогабаритныхпоказателей и увеличения срока службы второй аккумуляторной батареи,дополнительно введен управляемыйключ для связи между плюсовыми выводами первой аккумуляторной батареии первого выпрямительного моста, по.роговый элемент, подключенный входом между плюсовым и минусовым выводами второй аккумуляторной батареи, а выходом связанный с цепямиуправления управляемого ключа,