Устройство для питания нагрузки

(51) 4 Н 01 М 10/48, Н 02,1 7/00)К 31/36 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ ЕЛЬСТВ женцости аккумуве.гчецце срока 10 подключецае 1 через имь постоянногоуправления. логическую схему мерения степени зарляторной батареи иее службы. Нагрузкак аккумуляторной ба аре тел мо пульсныи преобра напряжения 9 с с Устройство содер в состав которой шун ок овьп тока 7 ходят комлонног ения 2, гер 18, и схему ыходьпул ящег бразов ьп вхо 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАН АГРУЗКИ ез п ггер входу Р- а 8 логи входу Р - ра 18 И 19 и к 7) Изобретение от ск ектротс цггевторо правта 11 ос системам а лектроном питания электротра му ля рта, Цель изоадежности устого эц-ме ему входу ключе ческой схемы, 2 ретения - повышение ройства путем повыш л,стн изия то ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное конструкторскоебюро Харьковского завода цЭлектромашина и Харьковский политехническийинститут им. В.И.Ленина(53) 621,355.1 (0888)Авторское свидетельство7877, кл. Н 01 М 1 О/48, 1вторское свидетельство СС17739, кл, Н О М 10/48,ическои промьппленности, в част б, усилитель постоя паратор 8, датчик н чевой элемент 1, Р гический элемент ИЛ измерения и индика сного генератора 20с тав системы управле телем, подключен че элемента ИЛИ 19 к С 18, выход компарато схемы подключен к Р ра, а выход Р-триггвходу элемента ИЛВыход аккумуляторной батареи 1 подключен к входу датчика 2 напряжения (фиг. 2) и через преобразователь 9 к нагрузке 10, выход датчика 2 напряжения, являкщийся общей точкой резисторов 3 и 4, включенных между положительной и отрицательной шинами аккумуляторной батареи 1, подключен к Х-входу ключевого элемента 50 55 Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим автоматический контроль и индикацию степени заряженности при эксплуатации аккумуляторных батарей. Оно может быть использовано в рудничных электровозах, электрокарах, электропогрузчиках и других подъемно-транспортных средствах с питанием от аккумуляторных батарей.Цель изобретения - повьппение надежности устройства путем повышения точности измерения состояния эарязенности батареи в режиме эксплуатации.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема подключения датчиков напряжения и тока.Устройство (фиг. 1) содержит аккумуляторную батарею 1, датчик 2 напряжения, выполненный в виде резистивного делителя из резисторов 3 и 4 (фиг.2),20 датчик 5 тока, выполненный в виде последовательного соединения измерительного шунта 6, усилителя 7 постоянного тока и компаратора 8 по схеме детектора пересечения нулевого уровня, преобразователь 9 напряжения, выполненный по схеме нереверсивного широтно-импульсного преобразователя постоянного напряжения, нагрузку 10, ,например двигатель постоянного тока, ключевой элемент 11, выполненный на микросхеме типа 564 КТЗ, компараторы 12-14, индикаторы 15-17, выполненные на светодиодах, Р-триггер 18, логический элемент ИЛИ 19. Элементы 2-8, 35 11, 18 и 19 входят в состав логической схемы устройства. Импульсный генератор 20 частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное, генератор 21 пилообраэ ного напряжения, одновибратор 22, компаратор 23, сумматор 24, источник 25 напряжения задания, датчик 26 обратной связи, например тахогенератор, КБ-триггер 27, усилитель 28 45 импульсов управления, Элементы 20-28 входят в состав устройства управления импульсным преобразователем 9 постоянного напряжения. 11 (фиг. 1), выход которого подключен к инверсным входам компараторов 12, 13 и 14, объединенным в общую точку, к прямым входам этих компараторов подключены соответственно источники опорных напряжений Уо, 1 оп и Уол ъ выходы компараторов 12-14 подключены соответственно к входам индикаторов 15-17. Элементы 12-17 составляют схему измерения и индикации. Управляющий Ч-вход ключевого элемента 11 подключен к выходу О-триггера 18 и к первому входу элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к С-входу Р-триггера 18, П-вход 0-триггера 18 подключен к выходу датчика 5 тока, являкщегося выходом компаратора 8 (фиг. 2), инверсный вход которого подключен к общей шине, а прямой - к выходу усилителя 7 постоянного тока, на вход которого подключен выход измерительного шунта 6, включенного в силовую шину мезду аккумуляторной батареей 1 и преобразователем 9, вторым входом элемент 19 подключен к выходу импульсного генератора 20 и к входам генератора 21 пилообразного напряжения и одновибратора 22, выход генератора 21 пилообразного напряжения подключен к инверсному входу компаратора 23, к прямому входу которого подключен выход сумматора 24,к первому входу ко"торого подключен источник 25 напряже-, ния задания, а к второму - выход датчи" ка 26 обратной связи, выход компаратора 23 подключен к К-входу КБ-триггера 27,к Б-входу которого подключен выход одновибратора 22, выход КБ-триггера 27 через усилитель 28 импульсов управления подключен к управляющему входу преобразователя 9 напряжения (фиг, 2).Устройство работает следукщим образом.Импульсный генератор 20 формирует последовательность тактовых импульсов (Ц ), определянщих период преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное, В моменты спада напряжения цп одновибратор 22 формирует импульсы, которые, поступая на Б-вход КБ-триггера 27, пере- водят его в состояние, при котором выходное напряжение Б соответствует уровню логической единицы. Сигнал с выхода КБ в тригге 27 дополнительно формируется усилителем 28 им401 6ляющий 1 Ъ - Вход клк 1 че Рого эдеме 11 та 1 1переведет последний в Гтроводнщее сос -тояние и напряжение на выходе элемента 11 равно напряжеГпГю на Х-входе,Это напряжение поступает с датчика2 напряжения и пропорционально напряжению аккумуляторной батареи 1,Напряжение с выхода ключевогоэлемента 11 поступает в схему изменения и индикаГц 1 и, В зависимости от величины напряжения батареи 1 срабатывают компараторы 12-14, а индикаторы 15-17 указывают на степень заряженности аккумуляторной батареи 1,В момент времеГГГГ, когда выполняется условие Ц 24 . 111 масрабатывает компаратор 23 и сигнал на П-вход0-триггера 18 от датчика 5 тока непоступает, а на С-вход поступает сигнал с выхода 0-триггера 18 черезэлемент ИЛИ 19. Напряжение на выходе0-триггера 18 устанавливается равнымуровню логического нуля, Измерениенапряжения аккумуляторной батареи 1прекращается.Таким образом, при работе нагрузки 1 О на естественной характеристикепреобразование постоянного напряжениябатареи 1 в импульсное не происходит,Ток, потребляемый от батареи 1, иток в нагрузке 10 непрерывные, а напряжение на выводах нагрузки 10 повторяет форму напряжения батареи 1.В предложенном техническом решенииинтервал измерения и индикации определяется путем временной селекции исовпадения начала импульсного пита, ния нагрузки 10 с моментом переходаот непрерывного тока нагрузки 10 кимпулвсному, что повышает . нежностьустройства в целом,Формула изобретенияфУстройство для питания нагрузки, содержащее тяговую аккумуляторную батарею, соединенную с выводами для подключения нагрузки через шунтовой датчик тока, и имГГульсный преобразователь постоянного напряжения с системой управления, включалцер 1 импульсный генератор частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсное, логическую схему, в сое. - тав которой входят упомяГГутьпГ шунтовой датчик тока, усилитель постоянного тока, компаратор с нулевь 1 м опорным напряжением и ключевой элемент с управляемым и силовым входами, и 5 1492 пульсов управления и включает тиристор преобразователя 9 (фиг, 2), при этом от аккумуляторной батареи 1 к нагрузке 10, через резистивный шунт5 6 протекает ток. Сигнал с вьжода датчика тока 5 поступает на Р-вход Э-триггера 18. На С-вход Б-триггера 18 поступают сигналы от генератора 20 через элемент ИЛИ 19. Однако П триггер 18 не срабатывает (на его выходе напряжение остается равным уровню логического нуля), так как сигналы, поступающие на С-вход и Р-вход не совпадают во времени. Гене ратор 20 производит запуск ждущего генератора 21 пилообразного напряжения, на выходе которого формируется опорное напряжение 021 пилообразной формы. В компараторе 23 опорное на пряжение пилообразной формы сравнивается с напряжением 024, формируемым на выходе сумматора 24 путем суммирования сигналов источника 25 на-., пряжения задания и датчика 26 обрат ной связи. При выполнении условия Б 21 024 на выходе компаратора 23 формируется напряжение, соответствующее уровню логической единицы, Этот сигнал, поступая на К-вход КБ-триг- З 0 гера 27, возвращает его в исходное состояние, т.е. на вьжоде триггера устанавливается напряжение, соответствующее уровню логического нуля, Это приводит к запиранию двухоперационного тиристора преобразователя 9, и ток от аккумуляторной батареи 1 к нагрузке 10 не протекает, ток нагрузки замыкается в контуре холостого хбда через обратный диод преобразователя 4 О9, При выполнении условия Б ) У 121 Мцке напряжение, соответствующее уровню логической единицы, на выходе компаратора 23 не формируется, и на выходе КБ-триггера 27 остается напряже 45 ние, соответствующее уровню логической единицы, что соответствует проводящему состоянию тиристора преобразователя 9 и непрерывному протеканию тока от аккумуляторной батареи 1 к нагрузке 10 (работа двигателя 10 на естественной характеристике).Сигналы на С- и Р-входах 0-триггера 18 совпадают в момент времени, когда на выходе генератора 20 сформи рован импульс, а напряжение П 4;021 ,1 , что приводит к срабатыванию этого триггера, Сигнал с выхода 0-триггера 18, поступающий 1 на управ1492401 10 Составитель И,НайдинаТехред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова Редактор С,Патрушева Заказ 3885/53 Тираж 695 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, уп. Гагарина,101 схему измерения и индикации, причемсиловой вход ключевого элемента соединен с клеммами аккумуляторной батареи, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежностипутем обеспечения точности контролястепени заряженности батареи, в логическую схему введены Э-триггер сС- и Р-входами и двухвходовой элемент ИЛИ, выход импульсного генератора частоты преобразования постоянного напряжения батареи в импульсноечерез первый вход элемента ИЛИ подключен в С-входу П-триггера, выходкомпаратора логической схемы подключен к 0-входу Э-триггера, а выходР-триггера подсоединен к второмувходу элемента ИЛИ и управляющемувходу ключевого элемента логическойсхемы.