Система питания потребителя постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 09 4 Н 02 Л 7/10 Е ИЗОБР ТЕН ПИСА Н ПАТЕН ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Вилламошипари Кутато Интезет(72) Эндре фюзеши, Карой Генаскии Ласло Тиханьи (НП)(56) Зорохович А.Е. и др. Устройстводля заряда и разряда аккумуляторныхбатарей. М.: Энергия, 1975, с. 139 в 1,рис. 5.18, сс. 142-148, рис. 5.19и 5,20,Авторское свидетельство СССР363156, кл. Н 02 Л 9/00, 1972.Заубер К. Обзор электропитаниятелефонных коммутаторных установок. -Журнал фирмы Сименс.(54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯПОСТОЯННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к системедля обеспечения потребителей постоянным напряжением. Целью изобретенияявляется повышение КПД системы. Привключенной сети переменного напряжения трансформатор 3 и полууправляемый выпрямитель 5 обеспечивают потребитель 12 постоянным напряжением.Зарядка аккумулятора 16 осуществляется от трансформатора 18 независимоот питания потребителя, вторичная обмотка трансформатора 18 включена последовательно с вторичной обмоткойтрансформатора 3 и через управляемыйоднополупериодный выпрямитель 19 заряжает аккумулятор повышенным посравнению с потребителем напряжением.При отключении сети вспомогательныйтиристор 26 открывается, и аккумулятор 16 подключается к потребителю через отводку дроссельной катушки 23,При включении сети тиристор 26 закрывается с помощью цепи, состоящей издроссельной катушки 9 и конденсатора11. Рассмотрен трехфазный вариант, атакже вариант системы, содержащийрегулятор зарядки, выполненный сконтролирующими напряжение и ток аккумулятора входами, Датчик тока выполнен в виде первичной обмоткитрансформатора, включенной в токовыйконтур первичной обмотки 21 трансформатора 18. В следующем варианте системы трансформатор 3 объединен странсформатором 18. 6 ил.35 40 45 50 1 . 32Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам тока для беспрерывного обеспечения постоянного напряжения. Цель изобретения - повышение КЩ системы питания.На фиг.1 изображена предлагаемая система, принципиальная схема; на фиг.2 - система при Оцнофазном и трехфазном исполнении", на Фиг,3 график напряжений на соответствующих элементах системы; на фиг.4 - система с элементами для регулирования зарядки; на Фиг.5 - вариант схемы системы питания; на Фиг.б - пример исполнения регулировки зарядки.Схема (Фиг.1) содержи ". сеть 1 с переменным напряжением, которая питает первичную обмотку 2 трансформатора 3. Вторичная обмотка 4 трансформатора 3 присоединена к выпрямителю5, содержащему мостовую схему, состоящую из регулируемого полумоста 6и нерегулируемого полумоста 7 и являющуюся полуавтоматической. Выходной зажим 8 регулируемого полумостаб через катушку 9 сглаживающего дрссселя присоединен к первому общемуконцу 1 О конденсатора 11 фильтра гпотребителя 12, Выходной зажим 13нерегулируемого полумоста 7 присоединен к другому общему концу 14 г:сребителя 12 и конденсатора 11 Фиг ьтра,.а также к одному полюсу 15 аккумулятора 16, Регулятор 17 напряже:ияподдерживает чапряжение потребителя12 постоянным с поиашью выпрямителя.5 в качестве исполнительного звен г,Выпрямитель, заряжающий аккумулятор16, объединен с выпрямителем 5, аименно через вспомогательгый трансФорматор 18 и регулируемый выпрямитель 19, служащий для зарядки. Вто ричная обмотка 4 трансформатора 3через вторичную обмотку 20 вспомогательного трансформатора 18, которыйзапитывается через первичную обмотку21 переменным напряжением и черезвключенный последовательно, управляемый однополупериодный выпрямитель 19,служащий для зарядки, присоединенатакже к зарядному зажиму 22. Зарядный зажим 22 через дроссельную катушку 23, снабженную отводом 24 и умегьшающую пульсапию зарядного тока, соединен с другим полюсом 25 аккумулятора 16. Между отводом 24 дроссельной катушки 23 и первым общим концом 5 10 15 20 25 30 включен вспомогательный тиристор 26,управляющий электрод которого 27 присоединен к реле 28 напряжения.Когда сеть с переменным напряжением включена, трансформатор 3 и выпрямитель 5 под действием регулятора17 напряжения обеспечивают потребитель 12 постоянным напряжением, скоэффициентом нелинейных искажений,обеспечиваемым фильтрующим контуром,состоящим из катушки 9 сглаживающегодросселя и конденсатора 11 фильтра.Зарядка аккумулятора 16 обеспечивается независимо от питания потребителявторичной обмоткой 20 трансформатора18, присоединенной последовательнок вторичной обмотке 4 трансформатора 3, управляемым однополупериоднымвыпрямителем 19, служащим для зарядки, и токовым контуром, состоящим изполумоста 7. Вторичная обмотка 20вспомогательного трансформатора 18повышает напряжение выпрямителя, состоящего из вторичной обмотки трансФорматора 3, регулируемого однополупериодного выпрямителя 19, служащегодля зарядки, и из нерегулируемого полумоста 7, настолько, чтобы напряжение форсированной зарядки аккумулятора 16 превысило напряжение потребителя 12,Схемное решение системы по Фиг,1 белее подробно показано на фиг,2, котаран одновременно является примером .хемы однофазного (показано сплошными линиями) и трехфазного вариантов системы (сплошные и штрихпунктирные линии), Далее поясняется только трехфазное устройство, так как ано содержит в себе также и однофазное. Сеть 1 с переменным напряжением питает трехфазным напряжением первичную обмотку 2 трансформатора 3, обмотка 2 состоит из первичных обмоток 2 а, 2 Ь, 2 с. Регулируемый полумост б полуавтоматического выпрямителя 5 с мостовой схемой, который соединен с фазовыми обмотками 4 а, 4 Ь, 4 с вторичной обмотки 4, содержит регулируемые элементы ба, 6 Ь, бс, в то время как нерегулируемый полумост 7 содержит в себе диоды 7 а, 7 Ь, 7 с, фазовые обмотки 4 а, 4 Ь, 4 с трансформатора 3 через вторичную обмотку 20, состоящую из вторичных обмоток 20 а, 20 Ь, 20 с вспомогательного трансформатора 18, который запитывается на первичных обмотках переменным напряжением - и через132138 включенный последовательно, управляемый, состоящий из элементов 19 а, 19 Ь, 19 с, однополупериодный выпрямитель 19, служащий для зарядки, присоединен к зарядному зажиму 22.5Если теперь отключается цепь с переменным напряжением, то реле напф 1 ряжения дает приказ на зажигание управляющему электроду 27 вспомогательного тиристора 26, благодаря че- Ю му аккумулятор 16 моментально подключается к потребителю 12 через отводку 24 дроссельной катушки 23. В связи с тем, что наличие или отключение сети 1 с переменным напряжением мо жет контролироваться в нескольких точках, так, например, на вторичной обмотке трансформатора 3, то реле 28 напряжения может контролировать наличие на ней напряжения, Если теперь снова имеется в распоряжении сеть 1 с переменным напряжением, то мгновенно имеет место гашение вспомога - тельного тиристора 26 и благодаря этому отделение аккумулятора 16 от 25 потребителя 12 с помощью цепи фильтра, состоящей из сглаживающей дроссельной катушки 9 и конденсатора 11 фильтра, также и тогда, когда напряжение аккумулятора 16 превышает нап ряжение потребителя 12. Объяснение представлено на фиг.З. О 4дроссельная катушка 23 выполняетдвойную роль, так как она наряду суменьшением зарядного тока аккумулятора 16 за счет высших гармоник создает комбинированным образом условиязажигания для вспомогательного тиристора 26 отдельно, без токового контура для принудительной коммутации.На фиг,З, служащей для разъяснения этого и представляющей для лучшей наглядности процесс при однофазном решении в зависимости от времени, напряжение Б. аккумулятора 16 превышает напряжение Б потребителя 12, которое под действием конденсатора 4 О фильтра приблизительно постоянно во времени, От момента Т, хорошо видно, что на дроссельную катушку 23 и аккумулятор 16 подается напряжение Б., + + Б, присутствующее между зарядным 45 зажимом 22 и выходным зажимом 13 нерегулируемого полумоста 7 выпрямителя 5 и равное сумме вторичных напряжений вспомогательного трансформатора 18 и трансформатора 3. Так как вспомогательный тиристор 26 присоединен к отводу 24 дроссельной катушки 23, на вспомогательный тиристор 26 подается только более низкое напряжение Б , которое снова в момент времени Г сравнивается с напряжениемпотребителя 12, благодаря чему вспомогательный тиристор прерывает прохождение тока. Таким образом, 5 13213 вспомогательный трансформатор, так и трансформатор тока 34 выполнены в виде низковольтных блоков, уровень изоляции которых существенно ниже, чем уровень изоляции трансформато 5 ра 3.Следующий вариант исполнения, в котором объединен трансформатор 3 и вспомогательный трансформатор 18, виден по фиг.5. В показанном в ка честве примера исполнении также предусмотрен трансформатор 3 с третичной обмоткой 36, включенной последовательно с вторичной обмоткой 4 и заменяющей вторичную обмотку 20 15 вспомогательного трансформатора 18. Для независимого от тока потребителя 12 измерения и контроля зарядного тока аккумулятора 16 измерительная катушка 35 трансформатора 34 тока вы полнена в виде полукатушек 35 а, 35 Ь, в то время как регулируемый элемент 19 а, 19 Ь регулируемого, однополупериодного зарядного выпрямителя 19, соединенный последовательно с полуоб мотками 35 а, 35 Ь, присоединен к зарядному зажиму 22.В однофазном устройстве, представленном на фиг.5 сплошной линией, токвторичной обмотки 33 трансформатора34 тока копирует ток измерительнойкатушки, выполненной в виде полукатушек 35 а, 35 Ь. В трехфазном устройстве, схема которого дополнена штрих 35пунктирными линиями, по вторичнойобмотке 33 течет прерывистый ток, который копирует зарядный ток толькопо участкам. Чтобы иметь возможностьизбежать ошибки целесообразно присоединить вторичную обмотку 33 известным образом через двухполупериодныйвыпрямитель 37 и последовательновключенную индуктивность 38 к контролирующему ток входу 31,15Этот вариант исполнения представляет дальнейшее упрощение однофазного схемного (коммутационного) устройства с двумя выпрямителями, причемпреимущество получается благодаря тому, что уровень изоляции, соответствующий напряжению сети 1 с переменным напряжением, нужно обеспечитьтолько для первичной обмотки 2 трансФорматора 3.55Для исполнения источника тока,для беспрерывного обеспечения потребителей постоянным напряжением, длярешения задачи регулирования зарядки 80 6аккумулятора 16 Фиг.6 дает следующий пример в щелочных аккумуляторах 16 с целью устранения так называемого "кипения щелочи". Это явление возникает при эксплуатации главным образом щелочных аккумуляторов, подвергающихся частому форсированному заряду, когда для быстрого восстановления емкости аккумулятора формированная зарядка проводится в ускоренном темпе. Если теперь сеть 1 с переменным напряжением отключается на более длинный временной интервал, то часто случается, что аккумулятор разогревается и электролит вскипает. Чтобы иметь возможность устранить это влияние, которое вызывает потери энергии и также сокращает срок службы аккумулятора, в представленном исполнении регулятор 29 зарядки выполнен в виде регулятора, который в зависимости от величины тока зарядки Е дает два уровня напряжения 71 72.Под действием заданного регулятором 29 зарядки форсированного тока Е (Формированного)заряда напряжение Ц аккумулятора 16 достигает уровня напряжения Ч , которое регулятор 29 зарядки сохраняет на постоянном значении, Когда зарядный ток Е снизится до значения зарядного тока Е, регулятор 29 зарядки возвращает назад зарядное напряжение с Б 1 аккумулятора 16 с помощью регулируемого однополупериодного зарядного выпрямителя 19 до уровня напряжения Ч, который выше, чем напряжение Б потребителя 12, но при котором зарядный ток 1 в зависимости от времени снижается на величину, которая не вызывает ни повреждений, ни потерь,Наряду с обеспечением дополнительного преимущества система питания и в этих случаях гарантирует ранее описанное функционирование, так как вспомогательный тиристор описанным образом переключается и прерывает прохождение тока.формула изобретенияСистема питания потребителя постоянного тока, содержащая два выходных вывода для подключения потребителя, трансформатор, подключенный к сети переменного тока и состоящий из первичной и вторичной обмоток, полу- управляемый мостовой выпрямитель, 7 1321380 8соединенныи с вто ис вторичной обмоткой первичная обмогка которого подключетрансформатора и состоящии из управ- на к сеи г рна к сети пе еменного тока, и черезляемого и неуправляемого полумостов,электрическую цепь, соединяющую че- мый однополупериодныи зарядный выпрярез сглаживающую обмотку дросселя 5 митель подключена к клемме для подвыходную клемму упраравляемого полумос- ключения другого полюса аккумулятора,та с одним выходным выводом и с об- о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с/кладкой конденсатора фильтра, а так- целью повышения ЕПД, упомянутая клемже выходную клемму неуправляемого ма подключена к другому полюсу аккуполумоста с другим выходным выводом 10 мулятора через катушку дополнительнос другой обкладкой конденсаторазанным с одним выходным выводом четора, и регулятор напряжения потре- рез вспомогательный тиристор, управбителя, управляющий выпрямителем, ляющий электрод которого соединен спричем вторичная обмотка упомянутого 15 устройством контроля напряжения сети,трансформатора через вторичную обмот- возбуждающим тиристор при исчезновеку вспомогательного трансформатора, нии напряжения сети.1321380 Составитель И.НайдинРедактор Н,Киштулинец Техреду В.Кадар тор А. Зимокосов о Заказ 2672/59ВНИИ 1 по де13035,/5 ушская наб.,оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 618осудаэственногоам изобретенийМосква, Ж, Р Г одписн омитета СССР открытий