Opublikowano: 15.IX.1972 65670 KI. 21CS71 MKP H02j 7/34 Wspóltwórcy wynalazku: Jan Skowronski, Wieslaw Kinasiewicz, Ta¬ deusz Kunert Wlasciciel patentu: Instytut Lacznosci, Warszawa (Polska) Uklad silowni pradu stalego ze zródlem napiecia dodatkowego o odwracalnej biegunowosci Przedmiotem wynalazku jest uklad silowni pradu stalego z bateria akumulatorów o stalej liczbie ogniw, w którym zastosowano dodawanie lub odej¬ mowanie napiecia od napiecia tej baterii, za po¬ moca zródla napiecia dodatkowego o odwracalnej biegunowosci.Znany uklad silowni pradu stalego wedlug pa¬ tentu 56845 cechuje sie tym, ze do napiecia baterii akumulatorów mozna tylko dodawac napiecie, uzyskiwane za pomoca przetwornicy pólprzewod¬ nikowej. Silownia wedlug patentu 56845 dziala — jak to opisano ponizej na przykladzie zasilania cen¬ trali telefonicznej.W czasie kiedy istnieje napiecie w sieci elektro¬ energetycznej pradu przemiennego, centrala telefo¬ niczna zasilana jest z glównego zródla pradotwór¬ czego (z prostownika jednego lub kilku polaczo¬ nych równolegle) do którego przylaczona jest rów¬ nolegle bateria akumulatorów elektrycznych. Gdy zaniknie napiecie przemienne w sieci, wówczas centrala zasilana jest z baterii. Poniewaz napiecie baterii maleje w trakcie jej wyladowywania, dla zachowania wartosci napiecia zasilajacego centrale telefoniczna na wymaganym poziomie, wlaczona zostaje w szereg z bateria, przetwornica pólprze¬ wodnikowa, której napiecie dodaje sie do napiecia baterii. Przetwornica ta jest zasilana z tej samej baterii akumulatorów co centrala telefoniczna.Obok zalet ukladu wedlug patentu 56845 istnieje niedogodnosc, która zaweza zakres zostosowan tego 10 15 20 25 30 2 patentu do zasilania urzadzen dopuszczajacych dosc szerokie zmiany napiecia zasilajacego, gdyz w czasie ladowania baterii akumulatorów napiecie zasilajace centrale wzrasta do wartosci która dla niektórych urzadzen jest niedopuszczalna.Istota wynalazku jest zastosowanie ukladu pro¬ stowniczego o odwracalnej biegunowosci, wlaczo¬ nego szeregowo w obwód bateria — odbiór, którego napiecie mozna w sposób bezprzerwowy dodawac lub odejmowac od napiecia baterii tak, aby zawsze napiecie zasilajace odbiór zawieralo sie w grani¬ cach wymaganych, niezaleznie od tego czy zacho¬ dzi proces wyladowywania baterii czy tez proces jej ladowania. Uklad polaczen silowni ze zródlem na¬ piecia dodatkowego o odwracalnej biegunowosci przedstawia rysunek. Dzialanie silowni opisane zostanie na przykladze zasilania centrali telefonicz¬ nej o napieciu znamionowym 60 V. Podczas obec¬ nosci napiecia w sieci elektroenergetycznej pradu przemiennego glówne zródlo pradotwórcze — pros¬ towniki, naprzyklad dwa Prl i Pr2 zasilaja bez¬ posrednio centrale O.Bateria B przylaczona jest równolegle do pros¬ towników Prl i Pr2 za posrednictwem szeregowo z nia polaczonego dodatkowego ukladu prostowni¬ czego P, o odwracalnej biegunowosci. Uklad pros¬ towniczy P w sytuacji wyzej opisanej, wytwarza napiecie stale o zwrocie takim, ze zachodzi doda¬ wanie sie napiec prostowników glównych Prl i Pr2 oraz ukladu prostowniczego P. Tak wiec, na za- 65 670i*itr Ciskach baterii panowac moze napiecie wyzsze niz napdecie na zaciskach zasilanej centrali telefonicz¬ ne}. W przypadku zastosowania baterii akumulato¬ rów zlozonej z 30 ogniw kwasowych, napiecie na jej zaciskach wynosic moze np. 66,6 V, co odpowia¬ da wymaganemu napieciu pracy buforowej dla kazdego ogniwa baterii kwasowej wynoszacemu np. 2,22 V. W tym stanie pracy, który jest normal¬ nym stanem pracy silowni, szeregowo polaczone prostowniki Prl i Pr2 z dodatkowym ukladem prostowniczym P, wydaja do baterii niewielki prad, który pokrywa straty jej samowyladowania.Napiecie na zaciskach baterii moze byc utrzy¬ mywane na stalym poziomie poprzez odpowiednia automatyczna regulacje napiecia wydawanego przez uklad prostowniczy P. W czasie istnienia napiecia w sieci pradu przemiennego dodatkowy uklad prostowniczy P moze byc zasilany z tej sieci lub z przetwornicy pólprzewodnikowej, przeksztalcaja¬ cej prad staly na przemienny.Z chwila zaniku napiecia w sieci elektroenerge¬ tycznej pradu przemiennego, to jest w momencie kiedy prostowniki Prl i Pr2 przestana wydawac prad, zasilanie centrali przejmie bateria B. z której prad przeplywa teraz przez szeregowo polaczony z jtfa dodatkowy uklad prostowniczy P w sposób bezprzerwowy. Uklad prostowniczy P zmienia teraz zwrot swego napiecia i dodaje je do napiecia baterii. Uklad prostowniczy P jest teraz zasilany z przetwornicy D^rzew*xft\iteoWQJ Ff przeksztalcajacej napiecie staje otrzymywane z ba- terii B na napdecie przemienne. Poniewaz w pro¬ cesie wyladowywania sie baterii B jej napiecie maleje np. do wartosci okolo 53,4 V, uklad pro¬ stowniczy P podnosi swoje napiecie np. automa¬ tycznie tak, aby suma obu tych napiec zawierala sie w granicaeh dopuszczalnych dla zasilanej cen¬ trali, lub aby byla prawie stala.W koncowym stadium wyladowania baterii uklad prostowniczy P dodaje np. okolo *M*V. Fo powro¬ cie napiecia w sieci el6ktroene*getyoEnej, gdy wlacza sie do pracy prostowniki glówne Prl i P*2, zostaje zmieniony zwrot napiecia ukladu prostow- 10 15 20 25 21 niczego P tak, ze zachodzi dodawanie sie napiecia prostowników glównych Prl i J*rfc z napieciem ukladu prostowniczego P, a tym samyiri zachodzi odejmowanie sie napiecia baterii i ukladu prostow¬ niczego P. Poprzez zastosowanie np. ukladu auto¬ matycznej regulacji, mozna teraz w czasie pod¬ nosic napiecie ukladu prostowniczego P taje, aby uzyskac stan naladowania baterii nie podnoszac napiecia na zaciskach zasilanej centrali.Po zakonczeniu procesu ladowania baterii aku¬ mulatorów, napiecie ukladu prostowniczego P zo¬ staje obnizone do wartosci okolo 6,6 V, co lacznie z napieciem wytwarzanym przez prostowniki Prl i Pr2 daje wymagane napiecie 66,6 V na zaciskach baterii i 60 V na zaciskach centrali. W czasie lado¬ wania baterii akumulatorów B, uklad prostowniczy P zasilany jest z sieci pradu przemiennego. PL PLPublished: 15.IX.1972 65670 IC. 21CS71 MKP H02j 7/34 Inventors: Jan Skowronski, Wieslaw Kinasiewicz, Tadeusz Kunert Patent owner: Instytut Lacznosci, Warsaw (Poland) DC power station system with a reversible polarity auxiliary voltage source The subject of the invention is a DC power station system with accumulator batteries with a fixed number of cells, in which the addition or subtraction of the voltage from the voltage of this battery is applied, by means of an auxiliary voltage source of reversible polarity. The well-known DC power plant system according to the patent 56845 is characterized by the fact that the voltage of the accumulator battery can be just add the voltage obtained by the semiconductor converter. The power plant according to patent 56845 operates - as described below for an example of a telephone exchange power supply. While there is voltage in the AC power grid, the telephone exchange is powered from the main power source (from the rectifier of one or more connections). Parallel) to which a bank of electric accumulators is connected in parallel. When the AC voltage in the network is lost, the control panel is powered by the battery. Since the battery voltage decreases during its discharge, in order to maintain the voltage supplying the telephone exchange at the required level, the battery is connected in series with the battery, a semi-conductor converter, the voltage of which is added to the battery voltage. This converter is powered from the same battery bank as the telephone exchange. Apart from the advantages of the system, according to patent 56845, there is a disadvantage, which limits the scope of this patent, to power devices that allow quite wide changes in the supply voltage, because during the charging of the battery bank the control panel supply voltage increases to a value that is unacceptable for some devices. The essence of the invention is the use of a reverse polarity rectifier, connected in series in the battery-load circuit, the voltage of which can be added or subtracted from the battery voltage without interruption so as to always the voltage supplying the load was within the limits required, regardless of whether the battery is discharging or charging. The connection system of the engine room with a source of additional voltage of reversible polarity is shown in the figure. The operation of the engine room will be described on the example of powering a telephone exchange with a rated voltage of 60 V. During the presence of voltage in the AC power network, the main power source - rectifiers, for example two Prl and Pr2 power directly the O exchange. Battery B connected it is parallel to the rectifiers Prl and Pr2 via an auxiliary rectifier P in series connected to it, with a reversible polarity. The rectifier system P in the situation described above produces a constant voltage with a return such that the voltage of the main rectifiers Prl and Pr2 and the rectifier system P are added. Thus, on the battery voltage 670i * yttrium higher voltage than the drive at the terminals of the powered telephone exchange}. In the case of an accumulator battery consisting of 30 acid cells, the voltage at its terminals may be e.g. 66.6 V, which corresponds to the required buffer operation voltage for each cell of a lead acid battery of e.g. 2.22 V. In this state operation, which is the normal operating state of the engine room, the series connected rectifiers Prl and Pr2 with an additional rectifier system P give a small current to the battery, which covers the losses of self-discharge. The voltage at the battery terminals can be kept at a constant level by an appropriate automatic regulation of the voltage issued by the rectifier system P. During the existence of voltage in the AC network, an additional rectifier system P may be supplied from this network or from a semiconductor converter, converting direct current into alternating current. When the voltage in the alternating current network is lost. , it is when the rectifiers Prl and Pr2 stop producing electricity, the power supply to the control panel will be taken over term B. from which the current now flows through an additional rectifier P in series connected to jtfa in an uninterrupted manner. The rectifier P now changes the sense of its voltage and adds it to the voltage of the battery. The rectifier circuit P is now powered from the converter D ^ rzew * xft \ iteoWQJ Ff, transforming the voltage becomes obtained from the battery B on the alternating drive. Since in the process of discharging the battery B its voltage decreases, for example, to a value of about 53.4 V, the rectifier system P increases its voltage, e.g. automatically, so that the sum of these two voltages is within the acceptable limits for the supplied prices. ¬ ¬, or make it almost constant. In the final stage of the discharge of the battery, the rectifier P adds, for example, about * M * V. Fo the return of the voltage in the electric network, when the main rectifiers Prl and P * 2 are turned on, the voltage sense of the rectifier system P is changed so that the voltage of the main rectifiers Prl and J is added * rfc with the voltage of the rectifier system P, and thus the voltage of the battery and the rectifier system P is subtracted. By using, for example, an automatic regulation system, it is now possible to increase the voltage of the rectifier system P taje in time to obtain the state of charge. battery, do not raise the voltage at the terminals of the supplied control panel. After the end of the battery charging process, the voltage of the rectifier system P is reduced to the value of about 6.6 V, which together with the voltage generated by the rectifiers Prl and Pr2 gives the required voltage of 66.6 V on the battery terminals and 60 V on the control unit terminals. When the battery bank B is being charged, the rectifier system P is supplied from the alternating current network. PL PL