Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.111.1969 KI. 21 d1, 71 MKP H02j 3|S|| Twórca wynalazku: mgr inz. Jan Skowronski Wlasciciel patentu: Instytut Lacznosci, Warszawa (Polska) Uklad silowni pradu stalego o buforowym systemie zasilania z bateria akumulatorów i Przedmiotem wynalazku jest uklad silowni pra¬ du stalego z bateria akumulatorów o stalej licz¬ bie ogniw, w którym zastosowano dodawanie na¬ piecia do tej baterii z przetwornicy pólprzewod¬ nikowej. 5 Silownie pradu stalego pracujace w systemach ' buforowych, a w szczególnosci silownie zasilaja¬ ce urzadzenia telekomunikacyjne, dziela sie glów¬ nie na: silownie w których w czasie wyladowy¬ wania baterii dodaje sie do niej szeregowo ogni- 10 wa dodatkowe (isystem z dzielona bateria) oraz na silownie o stalej liczbie ogniw, w których, w -czasie gdy bateria nie zasila odbioru, odejmowa¬ na jest okreslona wartosc napiecia. Pierwsza gru¬ pa systemów posiada wady takie jak: niska pew- 15 nosc ciaglosci zasilania, niekorzystne warunki pracy i konserwacji wszystkich ogniw, gdyz ba¬ teria podzielona jest na grupy ogniw pracujace w róznych warunkach, stosunkowo duza ilosc po¬ laczen szynowych, koniecznosc stosowania prosto- 2o ^wników na rózne moce i napiecia.Do drugiej grupy ukladów nalezy system z tzw. przeciwogniwami, który posiada niska spraw¬ nosc energetyczna.System buforowo-róznicowy, wedlug patentu 25 polskiego Nr. 41141, nalezy równiez do tej gru¬ py posiada juz znacznie wyzsza sprawnosc ener¬ getyczna.Istnieje tez uklad silowni oparty o baterie dzielona, tj. o baterie z ogniwami dodatkowymi 30 z dodatkowym dodawaniem napiecia do baterii za pomoca przetwornicy maszynowej lub prze¬ twornicy tyrystorowej.Silownia pracujaca w takim ukladzie dziala — jak to opisano ponizej. W czasie kiedy istnieje napiecie w sieci elektroenergetycznej pradu prze¬ miennego odbiór zasilany jest z prostowników do których przylaczona jest równolegle czesc ogniw baterii akumulatorów elektrycznych, poprzez za¬ wór pólprzewodnikowy.Gdy zanika napiecie w sieci elektroenergetycz¬ nej zasilanie odbioru przejmuje chwilowo ta ba¬ teria, przy czym prad plynie z niej do odbioru poprzez zawór pólprzewodnikowy. Poniewaz na¬ piecie tej baterii jest teraz za niskie, wlaczone zostaja szeregowo z nia ogniwa dodatkowe. Dzie¬ ki temu napiecie na odbiorze podnosi sie do war¬ tosci dopuszczalnej. W celu zapobiezenia dalsze¬ mu obnizaniu sie napiecia na odbiorze, co ma miejsce w procesie wyladowywania sie baterii, w szereg z bateria zostaje dodatkowo wlaczona przetwornica, np. maszynowa lub tyrystorowa.Przetwornica taka zasilana jest z tej samej ba¬ terii i dodaje do niej napiecie o wartosci be¬ dacej róznica napiecia wymaganego na odbiorze a napieciem tej baterii. Uklad ten posiada jed¬ nak wady znamienne systemom z dzielona ba¬ teria o których wyzej byla mowa. Ponadto zwró¬ cic nalezy uwage na fakt, ze odbiór polaczony jest z bateria poprzez zawór pólprzewodnikowy 5684556845 3 co w przypadku zaistnienia zwarcia powoduje jego uszkodzenie, i prowadzi do przerwy w zasi¬ laniu odbioru.Istota wynalazku jest zastosowanie baterii aku¬ mulatorów o stalej liczbie ogniw, tj. baterii nie- 5 dzielonej i przetwornicy pólprzewodnikowej np. tyrystorowej dodajacej do niej napiecie. Stala liczba ogniw baterii akumulatorów pracujacej buforowo ma istotne zalety takie jak: duza pew- • nosc ciaglosci zasilania, wysoka sprawnosc ener- 10 * getyczna, zapewnienie wszystkim ogniwom jedna- ^ kówych warunków pracy i konserwacji (jedna¬ kowa pojemnosc elektryczna wszystkich ogniw) prosty uklad pelnej automatycznej pracy silowni iiiihe. * 15 Uklad polaczen silowni pradu stalego pracuja¬ cy w systemie buforowym z bateria o stalej liczbie 'ogniw z przetwornica pólprzewodnikowa dodajaca napiecie, przedstawia rysunek.Dzialanie silowni opisane zostanie na przykla- 2o dzie zasilania centrali telefonicznej o napieciu znamionowym 60 V. Podczas obecnosci napiecia w sieci elektroenergetycznej pradu przemiennego silownia pracuje buforowo, tzn. prostowniki Prl+Pr5 zasilaja odbiór O a bateria BI polaczo* 25 na jest (galwanicznie) równolegle z odbiorem po¬ przez zwarty zestyk SI. Na kazdym z 28 zasto¬ sowanych przykladowo ogniw baterii utrzymywa¬ ne jest prz;ez prostowniki napiecie o wartosci np. 2,22 V, co zapewnia jej stan pelnego nalado- 3e wania. Na zaciskach odbioru panuje w tym cza¬ sie napiecie o wartosci 62 V. Napiecie to utrzy¬ mywane jest przez prostowniki na poziomie pra¬ wie stalym. Przetwornica pólprzewodnikowa PT1 nie bierze udzialu w zasilaniu odbioru. Ze wzgle- 35 du na bezposrednie galwaniczne polaczenie ba¬ terii z odbiorem, silownia posiada dobre wlasci¬ wosci filtrujace skladowa zmienna, jak równiez zapewnia stalosc napiecia przy impulsowych po¬ borachpradu. 40 Ponadto dzieki temu, ze odbiór polaczony jest bezposrednio z bateria bez potrzeby stosowania zaworów pólprzewodnikowych wlaczanych szere¬ gowo, Wzrasta pewnosc ciaglosci zasilania. Z chwi¬ la zaniku napiecia w sieci elektroenergetycznej 45 pradu przemiennego odbiory zasilane sa wprost z baterii akumulatorów której napiecie wynosi ok. 56 V. Stan ten trwa okolo 0,2 sek., tj. do czasu otwarcia sie zestyku SI i uruchomienia przetwornicy pólprzewodnikowej PT. Po urucho- 50 mieniu sie przetwornicy, która posiadac moze na¬ piecie automatycznie regulowane, odbiór zasilany jest suma napiec baterii akumulatorów i przet¬ wornicy. Napiecie na odbiorze wzrasta do np. 60 V. W miare wyladowywania sie baterii akumula¬ torów napiecie przetwornicy wzrasta tak, ze na odbiorze utrzymywane jest napiecie na stalym poziomie zadanym.Po powrocie napiecia w sieci elektroenergetycz¬ nej pradu przemiennego przetwornica PT zosta- 60 je wylaczona z pracy i zamyka sie automatycz- 4 nie zestyk SI, powodujac bezposrednie galwa¬ niczne polaczenie baterii BI z prostownikami Prl -i- Pr5. Zasilanie odbioru O odbywa sie z pro¬ stowników. Poniewaz bateria byla wyladowana, wiec nastepuje teraz jej samoczynne ladowanie z tych samych prostowników które zasilaja od¬ biór, róznica pradu znamionowego wszystkich prostowników i pradu odbioru. Prostowniki po¬ siadaja charakterystyke napieciowo-pradowa z wyraznym ograniczaniem pradu maksymalnego.Ladowanie baterii moze trwac do osiagniecia na¬ piecia np. 2,35 V na ogniwo tj. do napiecia 65,8 V. Dla niektórych odbiorów np. dla central telefonicznych systemu krzyzowego ten wzrost napiecia w koncowej fazie ladowania baterii jest dopuszczalny.Dla odbiorów nie pozwalajacych na taki wzrost napiecia przyjac nalezy np. ladowanie do napiecia 2,22 V na ogniwo kwasowe. Wzrost napiecia lado¬ wania do wartosci ok. 65,8 V uzyskac mozna np. przez automatyczne nastawianie poziomu napiecia prostowników. Oczywiscie w omawianym ukladzie istnieje równiez mozliwosc ladowania baterii od¬ laczonej od odbioru poprzez oddzielne szyny nie przedstawione na fig. 1.Omawiany system umozliwia równiez ladowa¬ nie baterii nieodlaczonej od odbioru z zachowa¬ niem niezmienionej wartosci napiecia na odbiorze.Uzyskac to mozna przez takie wlaczenie przet¬ wornicy w szereg w obwód bateria — odbiór w czasie ladowania aby jej napiecie odejmowalo sie- od napiecia baterii, tak aby na odbiorze zacho¬ wane bylo napiecie prawie stale. PL