Пристрій для заряджання акумуляторної батареї

Реферат: UA 69894 U UA 69894 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехнічної промисловості і може бути використана для заряджання акумуляторних батарей і живлення споживачів. Зокрема, корисна модель може бути використана для ефективної енергозберігаючого заряджання акумуляторних батарей вагонів метро і компенсації витрат електроенергії з бортової мережі на потреби люмінесцентного освітлення. Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як найближчий аналог, є пристрій для заряджання акумуляторної батареї http://www.zait.ru/f/docs/ZAIT_nonmamtenance_battery_56KGL70P_rus.pdf. Пристрій для заряджання може бути використаний для заряджання акумуляторної батареї вагона метрополітену. Пристрій забезпечує заряджання батареї, який регулюється залежно від ступеня її розряду. Пристрій являє собою генератор постійного струму, що забезпечує заряджання батареї заданим струмом шляхом гасіння надлишкової напруги на баластових резисторах, а також підключення батареї до навантаження вагонних ланцюгів при відсутності напруги контактної мережі. Недоліком відомого пристрою є те, що воно характеризується низькою ефективністю системи заряджання акумуляторної батареї у вагонах метрополітену. Пристрій характеризується низьким коефіцієнтом корисної дії. При заряджанні акумуляторної батареї відомим пристроєм характерно низьке значення максимального вихідного струму і відсутність регулювання вихідного струму, а також низька точність підтримки необхідної напруги на батареї. Відомий пристрій характеризується відсутністю гальванічної розв'язки між позитивними полюсами живильної бортової і контактної мереж. При експлуатації відомого пристрою неможливе застосування сучасних енергозберігаючих технологій для освітлення салону вагонів. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції пристрою для заряджанні акумуляторної батареї за рахунок того, що у функціональній схемі передбачена наявність вихідного фільтра, пов'язаного із блоком керування контактором, оснащеним індикатором аварійного режиму. Пристроєм передбачене підключення нульового реле і датчика температури до блока керування контактором. Пристроєм передбачений зв'язок блока керування контактором із блоком керування перетворювачем і вихідним випрямлячем, а блока керування перетворювачем з перетворювачем напруги. При експлуатації пристрою для заряджання акумуляторної батареї: - не відбувається зміни алгоритму роботи вагонної схеми; - пристрій забезпечує регульований вихідний струм від 5 А до 25 А; - передбачається стабілізація встановленого значення вихідного струму; - пристрій дозволяє виконувати роздільне і незалежне регулювання напруги включення і вимикання заряджання; - пристроєм передбачена гальванічна розв'язка між позитивними полюсами живлення бортової і контактної мереж; - конструкція пристрою дозволяє оперативно виконувати ремонт безпосередньо на місці установлення і в умовах спеціалізованих підприємств; - конструкцією пристрою може бути передбачений високий рівень захисту від кліматичного і механічного впливу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій для заряджання акумуляторної батареї, підключений до контактної мережі, з'єднаний з перетворювачем напруги, що зв'язаний з вихідним випрямлячем, який з'єднаний з акумуляторною батареєю. Відповідно до корисної моделі, зовнішнє джерело струму з'єднане з перетворювачем напруги за допомогою вхідного фільтра, при цьому вхідний фільтр має двонаправлений зв'язок із блоком керування контактором, що має індикатор аварійного режиму, при цьому до входу блока керування контактором підключене нульове реле і датчик температури, а вихід блока керування контактором електрично пов'язаний з першим входом блоку керування перетворювачем, другий вхід якого - з'єднаний з вихідним випрямлячем, а вихід блока керування перетворювачем з'єднаний з перетворювачем напруги. Пристрій для заряджання акумуляторної батареї ілюструється функціональною схемою. Пристрій містить у собі зовнішнє джерело струму Uдс (7), з'єднане за допомогою вхідного фільтра Ф (1) з перетворювачем напруги ПН (2). Вхідний фільтр Ф (1) двонаправленим зв'язком пов'язаний із блоком керування контактором БКК (4), який має індикатор аварійного режиму ІАР (8). До входу блока керування контактором БКК (4) приєднані нульове реле HP (9) і датчик температури ДТ (6). Вихід блока керування контактором БКК (4) електрично пов'язаний з 1 UA 69894 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 першим входом блока керування перетворювачем БКП (5). Другий вхід блока керування перетворювачем БКП (5) з'єднаний з вихідним випрямлячем ВВ (3), який електрично пов'язаний з споживачем, наприклад, акумуляторною батареєю. Вихід блока керування перетворювачем БКП (5) з'єднаний з перетворювачем напруги ПН (2). Блок керування перетворювачем БКП (5) електрично пов'язаний з ланцюгом включення/виключення мережного контактора ЛВМК (10). Експлуатаційні параметри пристрою: - вхідна напруга - 530…980 В; - діапазон регулювання вихідного струму - 5…25 А; - діапазон регулювання напруги включення - 72…76 В; - діапазон регулювання напруги вимикання - 78…82 В; - коефіцієнт корисної дії, не менше - 92 %. Заявлений пристрій для заряджання акумуляторної батареї реалізується у такий спосіб. Підключення пристрою виконується відповідно до електричної принципової схеми для вагонів, наприклад, метрополітенів. Робота пристрою починається з моменту подачі живлення від акумуляторної батареї на будь-якому вагоні рухливого состава. Пристрій протягом 40 секунд проходить тестування на справність і визначає наявність всіх необхідних вхідних сигналів. Одним із вхідних сигналів є сигнал включення нульового реле HP (9), що визначає наявність високої напруги у вагоні. Призначення функціональних блоків пристрою: 1. Ф: заглушує високовольтні викиди з контактної мережі; - ділить Uдс навпіл; - вимірює величину струму, споживану ПН. 2. ПН: - перетворює постійну напругу Uдс у змінне з амплітудою Uдс/2; - знижує змінну напругу в 4 рази; - гальванічно розв'язує шини Uдс і 80 В. 3. ВВ: - випрямляє і згладжує знижену напругу; - вимірює величину вихідного струму. 4. БКК: - вимірює значення Uдс і порівнює його з уставками "Uдс +" і "Uдс-"; - порівнює величину струму, споживаного ПН із уставкою "І+"; - порівнює Uдс/2 з уставкою диференціального захисту; - фіксує момент подачі на вагон Uдс сигнал HP; - приймає сигнал про перегрів охолоджувача від ДТ; - включає індикацію аварійного режиму ІАР; - видає команду на включення силового контактора ЛВМК; - приймає від силового контактора підтвердження про його включення; - видає в БКП команду на дозвіл роботи перетворювача. 5. БКП: - управляє роботою ПН; - стабілізує значення вихідного струму; - вимірює величину вихідної напруги 80 В и порівнює його з уставками "UAB max" і "UAB min". 6. ДТ: - вимірює температуру охолоджувача і порівнює неї з уставкою "+75 °C"; - при перевищенні уставки видає сигнал про перегрів у БКК. Робота пристрою на функціональному рівні полягає в наступному: Після подачі напруги бортової мережі +80У відбувається ініціалізація блоків БУК (4) І БКП (5). Після появи на вагоні напруги контактної мережі Uдс (7) виріб приймає сигнал HP (9). При одержанні даного сигналу в блоці БКК (4) запускається генератор попереднього заряджання силових конденсаторів блока Ф (1). При досягненні напруги заряджання "Uдс-" (7) І закінченні заданого інтервалу часу БКК (4) видає сигнал ЛВМК (10). Це приводить до включення силового контактора і подачі напруги Uдс у виріб. Після підтвердження включення силового контактора, блок БКК (4) видає в блок БКП (5) сигнал. ПН (2) перетворить постійну напругу контактної мережі в змінне, знижує його в 4 рази і подає його на ВВ (3). ВВ (3) випрямляє і згладжує знижену напругу і видає її на шину +80. Із ВВ (3) інформація про поточне значення струму надходить у БКП (5), де вона рівняється із заданим і, при необхідності, коректується і стабілізується. При досягненні напруги на виході виробу значення "UAB max" БКП (5) виключає ПН (2). При зниженні напруги на виході виробу значення "UAB min" БКП (5) включає ПН (2). При досягненні Uдс (7) значення "Uдс+" або температури охолоджувача +75 С БКК (4) скасовує команду до наступного зниження перерахованих вище параметрів. 2 UA 69894 U 5 10 15 20 При досягненні величини споживаного струму величини "І+" або досягненні напруги Uдс/2 значення Uдз БКК (4) скасовує команди ЛВМК (10) і включає індикацію аварійного режиму ІАР (8). У цьому стані виріб буде перебуває до моменту відключення його від бортової мережі +80 В. Перед включенням пристрою варто перевірити електричний опір ізоляції мегомметром на напругу 500 В для ланцюгів напругою до 100 В и на напругу 1000 В для ланцюгів напругою 750 В. Опір ізоляції в холодному стані при температурі і вологості повітря опалювального виробничого приміщення повинний бути не менше 10 мОм для ланцюгів високої напруги і 3 мОм для ланцюгів низької напруги. Всі регулювання і виміри параметрів блоку здійснюються в лабораторних умовах. Для установки основних параметрів блока передбачені органи керування, які винесені за зону високої напруги. Величина напруг включення і вимикання заряджання залежить від кількості банок акумуляторних батарей в окремому вагоні. При роботі треба систематично в строки, установлені з умов експлуатації і режиму роботи устаткування, виконувати його профілактичні огляди і поточні ремонти. Дослідження і дослідно-промислові випробування показали високу ефективність роботи пристрою, що забезпечує оптимальне заряджання батареї. Використання пристрою дозволяє підвищити ресурс акумуляторних батарей і тим самим знизити собівартість експлуатації вагонів метрополітену. Пристрій відрізняється високим рівнем універсальності і може бути використаний у всіх типах вагонів метро, а також інших транспортних засобах, де застосовуються акумулятори значної ємності. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Пристрій для заряджання акумуляторної батареї, що включає зовнішнє джерело струму, з'єднане з перетворювачем напруги, який пов'язаний з вихідним випрямлячем, з'єднаним з акумуляторною батареєю, який відрізняється тим, що зовнішнє джерело струму з'єднане з перетворювачем напруги за допомогою вхідного фільтра, при цьому вхідний фільтр має прямий і зворотний зв'язок із блоком керування контактором, оснащеним індикатором аварійного режиму, при цьому до входу блока керування контактором приєднане нульове реле і датчик температури, а вихід блока керування контактором електрично пов'язаний з першим входом блока керування перетворювачем, другий вхід якого з'єднаний з вихідним випрямлячем, а вихід блока керування перетворювачем з'єднаний із входом перетворювача напруги. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3