RU130088U1 - Система гарантированного электропитания с аппаратно-программным комплексом для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей - Google Patents

Abstract

1. Система гарантированного электропитания с аппаратно-программным комплексом для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей, содержащая источник внешнего питания, группы аккумуляторных батарей, электрическую нагрузку, электронно-вычислительную машину, эталонный источник напряжения, сигнальное устройство, датчики напряжения, датчики тока, отличающаяся тем, что введен модуль управления, представляющий собой объединенные общей трехпроводной I2C-шиной память EEPROM, опторазвязку, первый и второй микроконтроллеры, при этом к первому микроконтроллеру подключены жидкокристаллический дисплей, валкордер и сигнальное устройство, а ко второму микроконтроллеру подключены первый индикатор состояния и Ethernet-модуль, который подключен к электронно-вычислительной машине; введены соединенные с общей трехпроводной I2C-шиной через опторазвязку первый, второй, третий и четвертый канальные модули, каждый из которых состоит из третьего микроконтроллера, к которому подключены второй индикатор состояния, датчик температуры аккумуляторной батареи, импульсный DC/DC преобразователь, подключенный к источнику внешнего питания и последовательно соединенный со стабилизатором на нелинейном элементе, датчиком тока аккумуляторной батареи и активно-пассивным разрядным устройством; введен аналого-цифровой преобразователь, питаемый эталонным источником напряжения и соединенный с датчиком тока аккумуляторной батареи, причем аналого-цифровой преобразователь и датчик тока аккумуляторной батареи соединены с клеммой аккумуляторной батареи; введено оптоэлектронное реле, соединенное с третьим микроконтроллером, со стаби

Description

Полезная модель относится к области электроснабжения удаленных стационарных объектов без обслуживающего персонала, а именно к системам гарантированного электропитания с устройствами дистанционного технического обслуживания аккумуляторов.

Для обеспечения бесперебойного электропитания оборудования при пропадании напряжения от основного источника используются резервные источники электроснабжения, как правило, это второй ввод от внешнего источника электроснабжения или резервная автоматизированная дизель-генераторная установка. На объектах, где не допускается перерывов электропитания даже на короткое время, устанавливаются системы гарантированного электропитания с аккумуляторными батареями, которые обеспечивают электропитание оборудования в аварийных ситуациях.

Заданное время резервирования работы от системы гарантированного электропитания определяется электрической емкостью установленных в ней аккумуляторных батарей и их техническим состоянием. По этой причине в процессе эксплуатации системы гарантированного электропитания для обеспечения заданного времени резервирования необходимо выполнение мероприятий по техническому обслуживанию аккумуляторных батарей.

Известны системы гарантированного электропитания, содержащие устройства, предназначенные для выполнения технического обслуживания различных типов аккумуляторов, в частности, известна система электропитания с обеспечением контроля и диагностики аккумуляторных батарей (см. патент РФ RU 2283504 С2, опубликован 10.09.2006; МПК G01R 31/36).

Данная система состоит из ЭВМ, подключенной к внешней системе управления объектом; принтера, сигнального устройства, устройства контроля тока и напряжения аккумуляторной батареи, включающего блок обработки информации, датчик напряжения, датчик тока, эталонный источник напряжения; аккумуляторной батареи, подключенной через датчик тока к нагрузке и одновременно к зарядному устройству аккумуляторной батареи и включающей аккумуляторы; устройств контроля параметров аккумуляторов, установленных на каждой банке аккумуляторной батареи, датчиков уровня и температуры электролита, датчиков ЭДС аккумулятора, установленных в межэлектродное пространство банок аккумуляторов, и эталонных источников напряжения.

Данное устройство является наиболее близким по своему техническому решению к предлагаемой полезной модели и принято за прототип.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются наличие электронно-вычислительной машины, источника внешнего питания, групп аккумуляторных батарей, эталонных источников напряжения, сигнальных устройств, датчиков напряжения и датчиков тока.

К недостатку прототипа можно отнести его сложность, связанную с расширенными функциональными возможностями по тестированию, тренировке и заряду аккумуляторных батарей, которые являются в ряде случаев избыточными для их технического обслуживания в конкретных условиях эксплуатации.

Для реализации функциональных возможностей в прототипе используются датчики уровня и температуры электролита, датчики ЭДС аккумуляторов, установленные в межэлектродное пространство банок аккумуляторов. Это требует конструктивной доработки аккумуляторов, что снижает их надежность и требует дополнительных финансовых и материальных затрат.

Задачей полезной модели является обеспечение дистанционного технического обслуживания аккумуляторных батарей без конструктивной доработки аккумуляторов, входящих в систему гарантированного электропитания удаленных стационарных объектов.

Технический результат заявляемой полезной модели заключается в упрощении конструкции системы гарантированного электропитания и повышение надежности ее функционирования.

Совокупность существенных признаков, достаточная для достижения указанного технического результата и определяющая объем правовой охраны предлагаемой полезной модели, включает содержащая источник внешнего питания, группы аккумуляторных батарей, электрическую нагрузку, электронно-вычислительную машину, эталонный источник напряжения, сигнальное устройство, датчики напряжения, датчики тока, отличающаяся тем, что введен модуль управления, представляющий собой объединенные общей трехпроводной I2С-шиной память EEPROM, опторазвязку, первый и второй микроконтроллеры, при этом к первому микроконтроллеру подключены жидкокристаллический дисплей, валкордер и сигнальное устройство, а ко второму микроконтроллеру подключены первый индикатор состояния и Ethernet-модуль, который подключен к электронно-вычислительной машине; введены соединенные с общей трехпроводной I2С-шиной через опто-развязку первый, второй, третий и четвертый канальные модули, каждый из которых состоит из третьего микроконтроллера, к которому подключены второй индикатор состояния, датчик температуры аккумуляторной батареи, импульсный DC/DC преобразователь, подключенный к источнику внешнего питания и последовательно соединенный со стабилизатором на нелинейном элементе, датчиком тока аккумуляторной батареи и активно-пассивным разрядным устройством; введен аналого-цифровой преобразователь, питаемый эталонным источником напряжения и соединенный с датчиком тока аккумуляторной батареи, причем аналого-цифровой преобразователь и датчик тока аккумуляторной батареи соединены с клеммой аккумуляторной батареи; введено оптоэлектронное реле, соединенное с третьим микроконтроллером, со стабилизатором на нелинейном элементе и активно-пассивным разрядным устройством; введен блок коммутации, включенный между параллельно соединенными первой и второй группой аккумуляторных батарей и электрической нагрузкой, который состоит из переменно подсоединяемых к аккумуляторным батареям соответственно первого или второго устройства коммутации, каждый из которых соединен с источником внешнего питания, а также с первым, вторым и третьим устройствами защиты, причем первое устройство защиты соединено с источником внешнего питания, а третье устройство защиты - с модулем управления.

Другим отличительным признаком предлагаемой полезной модели является то, что первый, второй, третий и четвертый канальный модуль каждый содержит вентилятор охлаждения радиатора, приводимый в действие устройством управления вентилятора по сигналам от датчика температуры радиатора, который соединен с первым микроконтроллером модуля управления.

Анализ существенных признаков предложенного устройства показывает, что осуществляется причинно-следственная связь между признаками формулы полезной модели и техническим результатом, и оно является новым.

Полезная модель поясняется фиг.1, 2 и 3.

На фиг.1 представлена функциональная схема система гарантированного электропитания с аппаратно-программным комплексом для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей, на фиг.2 - функциональная схема модуля управления, на фиг.3 - функциональная схема канального модуля.

На фиг.1, 2 и 3 обозначено:

1 - источник внешнего питания;

2, 3 - первая и вторая группа аккумуляторных батарей;

4 - электрическая нагрузка;

5 - блок коммутации и защиты;

6 - модуль управления;

7, 8, 9, 10 - первый, второй, третий и четвертый канальный модуль;

11, 12 - первое и второе устройство коммутации;

13, 14, 15 - первое, второе и третье устройство защиты;

16 - трехпроводная I2С-шина;

17 - память EEPROM;

18, 19, 20 - первый, второй и третий микроконтроллер;

21 - жидкокристаллический дисплей;

22 - валкодер;

23, 24 - первый и второй индикатор состояния;

25 - Ethernet-модуль;

26 - опторазвязка;

27 - импульсный DC/DC преобразователь;

28 - стабилизатор на нелинейном элементе;

29 - датчик тока аккумуляторной батареи;

30 - активно-пассивное разрядное устройство;

31 - аналого-цифровой преобразователь;

32 - эталонный источник напряжения;

33 - оптоэлектронное реле;

34 - вентилятор охлаждения радиатора;

35 - устройство управления вентилятором;

36 - датчик температуры радиатора;

37 - сигнальное устройство;

38 - датчик температуры аккумуляторной батареи;

39 - система гарантированного электропитания;

40 - аппаратно-программный комплекс для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей;

41 - электронно-вычислительная машина.

Источник внешнего питания 1 представляет собой блок выпрямителей, управляемый контроллером. Первая и вторая группа аккумуляторных батарей 2, 3, каждая состоящая из последовательно соединенных четырех аккумуляторных батарей (свинцово-кислотных, никель-металл-гидридных, литий-железофосфатных, литий-ионных), параллельно подключены к электрической нагрузке 4 и источнику внешнего питания 1 через блок коммутации и защиты 5.

Электрической нагрузкой 4 могут быть разнообразные потребители и оборудование, в частности, аппаратура связи и управления, не допускающая перерывов электропитания даже на короткое время.

Источник внешнего питания 1, первая и вторая группы аккумуляторных батарей 2, 3 образуют систему гарантированного электропитания 39.

Блок коммутации и защиты 5, модуль управления 6, первый, второй, третий и четвертый канальные модули 7, 8, 9, 10 образуют аппаратно-программный комплекс 40 для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей.

В отличие от прототипа первое и второе устройство коммутации 11, 12, входящее в состав блока коммутации 5, представляет собой триггер - устройство с двумя устойчивыми состояниями и управляется кратковременным импульсом, подаваемым на его вход, выполнено на основе силовых нормально разомкнутых двустабильных электрических реле и маломощных нормально разомкнутых реле. Первое и второе устройство коммутации 11, 12 используются для вывода из работы системы гарантированного электропитания 40 первой или второй группы аккумуляторных батарей 2, 3 и включения четырех аккумуляторных батарей выведенной из работы группы соответственно на первый, второй, третий и четвертый канальные модули 7, 8, 9, 10.

Первое устройство защиты 13, представляющее собой нормально замкнутое реле, используется для защиты электрической нагрузки 4 от включения любой группы аккумуляторных батарей в режим проведения технического обслуживания в случае отключения электроснабжения от источника внешнего питания 1.

Второе устройство защиты 14 состоит из автоматического выключателя, используемого для ручного принудительного отключения удаленного управления первой и второй группой аккумуляторных батарей 2, 3, который для работы дистанционного управления должен находиться во включенном состоянии. Кроме того, второе устройство защиты 14 содержит кнопочные выключатели, предназначенные для режима ручного управления группами аккумуляторных батарей оператором на объекте. Кнопочные выключатели позволяют (при условии отключения внешнего управления автоматическим выключателем) вручную включить оператору группу аккумуляторов для тестирования, предварительно выполнив настройки в модуле управления 6 и канальном модуле 7, 8, 9, 10 с помощью валкодера 22

Третье устройство защиты 15, выполненное на основе двух электрических реле с нормально разомкнутым ключом и дополнительным контактом с нормально замкнутым ключом, участвует в цепи управления первого и второго устройства коммутации 11, 12 для защиты от одновременного вывода из работы первой и второй группы аккумуляторных батарей 2, 3.

Все элементы блока коммутации и защиты 5, модуля управления 6, канального модуля 7, 8, 9, 10 являются серийными изделиями, выпускаемыми промышленностью.

Аппаратно-программный комплекс для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей 40 позволяет проводить измерение параметров, тренировку и обслуживание одновременно до четырех аккумуляторных батарей любого типа, входящих в первую и вторую группу аккумуляторных батарей 2, 3.

Функции аппаратно-программного комплекса 40:

- измерение напряжения каждой аккумуляторной батареи;

- измерение внутреннего сопротивления каждой аккумуляторной батареи (в отличие от прототипа аккумуляторные батарей при этом конструктивно не дорабатываются);

- измерение остаточной электрической емкости каждой аккумуляторной батареи путем ее разряда на постоянную величину электрической нагрузки, (соответствующей 10% номинальной электрической емкости) до минимально разрешенного значения напряжения;

- заряд каждой аккумуляторной батареи (после разряда), выравнивание электрических потенциалов и возвращения ее в состав системы гарантированного электропитания 39 для дальнейшей работы;

- запись результатов проведенного тестирования и промежуточных результатов в память EEPROM 17;;

- передача сохраненных данных по Ethernet-модулю 25 в электронно-вычислительную машину 41.

Измерение напряжения, тока, времени и температуры производится в одновременно, причем анализ измеренных значений и программная регулировка напряжения и тока осуществляется согласно выбранным режимам.

Работа предложенного устройства.

Работа системы гарантированного электропитания 39 с аппаратно-программным комплексом для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей 40 в нормальном эксплуатационном режиме заключается в бесперебойном питании нагрузки 4 от источника внешнего питания 1 и подключенных параллельно к общей шине электропитания первой и второй группы аккумуляторных батарей 2, 3. При обесточивании источника внешнего питания 1 питание нагрузки 4 берут на себя параллельно соединенные первая и второй группы аккумуляторных батарей 2, 3.

При выполнении технического обслуживания первой или второй группы аккумуляторных батарей 1, 2 (измерение внутреннего сопротивления и электрической емкости каждого аккумулятора) оператор удаленно с электронно-вычислительной машины 41 отправляет команду управления в модуль управления 6 для вывода из работы системы гарантированного электропитания 39 требуемой группы аккумуляторов и подключения каждой из четырех аккумуляторных батарей первой или второй группы аккумуляторных батарей 1, 2 к соответствующему канальному модулю 7, 8, 9, 10.

Модуль управления 6, получив команду через Ethernet-модуль 25, подает сигнал на первое или второе устройство коммутации 11, 12 блока коммутации и защиты 5, которые отключает первую или вторую группу аккумуляторных батарей 1, 2 от источника внешнего питания 1 и коммутирует каждую из четырех аккумуляторных батарей соответственно на первый, второй, третий или четвертый канальной модуль 7, 8, 9, 10.

В модуле управления 6 предусмотрен вход 16 сигнала от первого и второго устройств коммутации 11, 12 и его появление свидетельствует о выполненном переключении группы аккумуляторов. Далее первый, второй, третий, четвертый канальной модуль 7, 8, 9, 10 выполняют алгоритм измерения параметров аккумуляторов - измерения полного внутреннего сопротивления и остаточной емкости каждой аккумуляторной батареи, а в последующем выполняют заряд и выравнивание напряжения.

Алгоритм измерения полного внутреннего сопротивления основан на патенте РФ RU 2449302 (опубликован 27.04.2012, МПК G01R 31/36, G01R 27/02). Он позволяет определить все составляющие внутреннего сопротивления.

Алгоритм измерения остаточной емкости аккумулятора запрограммирован в первом, втором, третьем, четвертом канальном модуле 7, 8, 9, 10 с учетом требований, предъявляемых производителями аккумуляторов, а также ГОСТ Р МЭК 61436-2004 и ГОСТ Р МЭК 60896-2-99.

Разряд каждой аккумуляторной батареи в группе аккумуляторных батарей 2 или 3 выполняется независимо друг от друга в соответствующем канальном модуле 7, 8, 9, 10 постоянным по величине стабилизированным током и в процессе разряда отслеживается текущее значение напряжения аккумуляторной батареи. При достижении конечного значения напряжения разряда аккумуляторной батареи первый, второй, третий и четвертый канальный модуль 7, 8, 9, 10 прекращает разряд, фиксирует время окончания разряда. Измеренные значения времени, тока разряда и конечного значения напряжения аккумуляторной батареи передаются первым, вторым, третьим, четвертым канальным модулем 7, 8, 9, 10 в модуль управления 6, где осуществляется расчет остаточной емкости. Расчет остаточной емкости выполняется с учетом температуры, при которой выполнялся разряд, что дает возможность прогнозировать величину емкости при различных значениях температуры.

После окончания измерений и окончания выравнивающего заряда первый, второй, третий и четвертый канальный модуль 7, 8, 9, 10 сообщает модулю управления 6 по трехпроводной I2С-шине 16 о готовности вернуть свою аккумуляторную батарею в работу.

Модуль управления 6, дождавшись сообщения о готовности от всех четырех канальных модулей, подает сигнал на устройство коммутации 11 или 12, в результате чего первая или вторая группа аккумуляторных батарей 2, 3 коммутируется на электрическую нагрузку 4 и источник внешнего питания 1. После выполнения коммутации с входа первого или второго устройства коммутации 11, 12 исчезает сигнал, что для модуля управления 6 свидетельствует об окончании процедуры возвращения первой или второй группа аккумуляторных батарей 2, 3 в работу.

Работу модуля управления 6 определяет программа и электрические интерфейсы первого микроконтроллера 18, являющегося 8-битным AVR микроконтроллером с внутрисистемно-программируемой Flash памятью. Связь первого микроконтроллера 18 с периферией осуществлена через порты ввода-вывода (I/O) и последовательные интерфейсы SPI, I2C, USART.

Аппаратно-программный комплекс 40 оснащен возможностью ручного управления. Для этого реализован механизм внешнего управления, а также звуковая и световая индикация состояния с помощью сигнального устройства 37. Для удобства и простоты настройки параметров аппаратно-программного комплекса 40 и вывода необходимых данных о тестируемых аккумуляторных батарей используется символьный жидкокристаллический дисплей 21 с подсветкой, имеющий 4 строки по 40 символов. В нем реализовано интуитивно понятное меню, позволяющее легко получать информацию о параметрах каждого аккумуляторной батареи, и производить настройку модуля управления 6 и канальных модулей 7, 8, 9, 10. Перемещение по меню и управление настройками аппаратно-программного комплекса 40 производится валкодером 22. Сигнальное устройство 37 позволяют своевременно предупредить оператора об окончании цикла работы с первой или второй группой аккумуляторных батарей 2, 3, либо об обнаружении ошибок в работе с ними.

В первом микроконтроллере 18 реализован таймер реального времени, на основе которого производится анализ временных характеристик любого из режимов работы аппаратно-программного комплекса 40.

Для хранения параметров аккумуляторов и произведенных над ними действий используется память EEPROM 17, представляющая собой внешнее энергонезависимое электрически перезаписываемое устройство, а для хранения всех установок аппаратно-программного комплекса 40 и статичной информации для жидкокристаллического дисплея 21 используется память EEPROM, встроенная в первый микроконтроллер 18.

Для удаленного контроля, управления и сбора данных о проведенных тестах аккумуляторов модуль управления 6 согласуют с электронно-вычислительной машиной 41 посредством Ethernet-модуля 25. Это согласование выполнено на втором микроконтроллере 19, являющимся 8-битным AVR микроконтроллером и служащим преобразователем данных трехпроводной I2С-шины 16 в Ethernet-модуле 25.

Первый, второй и третий микроконтроллер 18, 19, 20 объединены одной общей трехпроводной I2С-шиной 16, причем каждый микроконтроллер имеет свой идентификационный номер. Это позволяет конфигурировать количество каналов аппаратно-программного комплекса 40 и при необходимости вводить дополнительные канальные модули.

Активно-пассивное разрядное устройство 30, представляющее собой IGBT или MOSFET транзисторы с резисторным выходом, установлено на радиаторе для отвода тепла и размещено в каждом канальном модуле 7, 8, 9, 10. Отвод тепла с радиатора происходит посредством воздушного потока, создаваемого вентилятором охлаждения радиатора 34. Скоростью вращения вентилятора управляет электронная схема устройства управления вентилятором 35, использующая сигнал с аналогового датчика температуры радиатора 36, расположенного непосредственно на радиаторе (на фиг.3 связь активно-пассивного разрядного устройства 30 с датчиком температуры радиатора 36, представляющая собой тепло от радиатора, показана пунктирной линией).

Данные датчика температуры радиатора 36 оцифровываются первым микроконтроллером 18 и используются для программной защиты канального модуля 7, 8, 9, 10. При достижении критических температур на радиаторах микроконтроллер 18 останавливает работу канального модуля 7, 8, 9, 10 либо ограничивает силу тока и выводит информацию об аварии на сигнальное устройство 37.

Управление подключением первой и второй группы аккумуляторных батарей 2, 3 к первому и второму устройству коммутации 11, 12, а также контроль их состояния реализованы на портах ввода-вывода (I/O) первого микроконтроллера 18 в соответствии с алгоритмом технического обслуживание первой или второй группой аккумуляторных батарей 2, 3.

Все канальные модули 7, 8, 9, 10 являются одинаковыми устройствами с идентичными элементами, поэтому описывается работа одного из них.

Основой канального модуля 7, 8, 9, 10 является третий микроконтроллер 20, получающий все необходимые параметры и настройки для работы с конкретной аккумуляторной батареей по трехпроводной I2C-шине 16 от модуля управления 6 через опторазвязку 26.

Заряд аккумуляторной батареи осуществляет импульсный DC/DC преобразователь 27, напряжение которого изменяется 8-битным широтно-импульсным модулятором третьего микроконтроллера 20.

Для более точного регулирования напряжения и тока на аккумуляторе служит стабилизатор на нелинейном элементе 28, транзисторы которого работают в линейном режиме. Для устранения помех в импульсном DC/DC преобразователе 27 в обратной связи управления транзисторами стабилизатора используется операционный усилитель.

Третий микроконтроллер 20 осуществляет регулировку уровня стабилизации напряжения стабилизатора на нелинейном элементе 28 с помощью изменяемой постоянной составляющей напряжения двух встроенных объединенных широтно-импульсных модуляторов.

В отличие от прототипа разряд и тестовые сигналы для измерения внутреннего сопротивления осуществляет активно-пассивное разрядное устройство 30, управляемое аналогично вышеописанной регулировке стабилизатора на нелинейном элементе 28. Исключением является то, что возможен импульсный режим работы транзисторов IGBT или MOSFET, и отвод мощности с переводом в тепло происходит на резисторном выходе, представляющем собой шунт большой мощности.

Активно-пассивное разрядное устройство 30 наряду с импульсным режимом работы транзисторов предусматривает линейный режим для формирования вольтамперных характеристик любой сложности.

Канал управления этими нагрузками один и коммутируется оптоэлектронным реле 33 для исключения одновременной работы режимов заряда и разряда.

Ток, проходящий через аккумуляторную батарею, фиксируется датчиком тока аккумуляторной батареи 29, а напряжение снимается непосредственно с ее клемм дополнительными проводниками. Таким образом, клемма аккумуляторной батареи служит датчиком напряжения, что исключает погрешность показаний при падении напряжения на силовых проводниках.

Напряжение и ток оцифровываются аналого-цифровым преобразователем 31, представляющий собой 16-битный сигма-дельта аналого-цифровой преобразователь высокой точности. При этом используется эталонный источник напряжения 32, представляющий собой внешний высокоточный стабильный источник опорного напряжения.

Затем цифровые данные с аналого-цифрового преобразователя 31 поступают в третий микроконтроллер 20 по его шине SPI для дальнейшей обработки.

Датчик температуры аккумуляторной батареи 38 установлен на каждой аккумуляторной батарее и данные с него в цифровом виде поступают на третий микроконтроллер 20.

Третий микроконтроллер 20 по данным со всех датчиков производит регулировку всех силовых элементов согласно заданному режиму работы. Промежуточные данные передаются по трехпроводной I2С-шина 16 в первый микроконтроллер 18 и выводятся на жидкокристаллический дисплей 21 либо записываются в память EEPROM 17.

Данные из памяти EEPROM 17 через Ethernet-модуль 25 по протоколам Modbus RTU, Modbus ASCII или Modbus TCP передаются в базу данных программы, заложенной в электронно-вычислительную машину 41. Программа позволяет удаленно настраивать аппаратно-программный комплекс 40 для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей первой и второй группы аккумуляторных батарей 2, 3, проводить их тестирование и контролировать текущие параметры, вести журналы обслуживания аккумуляторных батарей и выводить на печать протоколы.

Программный код для модуля управления 6 и для первого, второго, третьего и четвертого канального модуля 7, 8, 9, 10 разработан в среде AVR Studio 4.

Опытный образец системы гарантированного электропитания 39 с аппаратно-программным комплексом для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей 40 показал свою работоспособность и правильность выбранных схемных решений, что свидетельствует о промышленной применимости полезной модели.

Основные технические характеристики аппаратно-программного комплекса для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей 40 приведены в таблице.

Наименование параметров и операций	Значение
Диапазон измерения температуры, °С	0…40
Диапазон, напряжения между полюсами аккумулятора, В	0…20 (отдельный аккумуляторная батарея, либо 4 аккумуляторных батарей, объединенных в группу)
Вид разрядной нагрузки	Специализированная; регулируемая величина сопротивления нагрузки
Характер измеряемой емкости	4 независимых канала для подключения 4-х аккумуляторных батарей
Виды аккумуляторов	LeadAcid; NiMH, NiCd; Li-ion, Li-Phosphate
Диапазон измеряемой емкости аккумуляторов, А ч	До 250
Точность измерений	Ток - до ±0,12%, Напряжение - до ±0,05%
Протоколирование процесса и результатов измерений	Фиксируются параметры в процессе измерения и результаты измерений
Заряд аккумулятора	Заряд 4-х независимых аккумуляторных батарей
Максимальная величина тока заряда, А	25 (на 14 В)
Разряд аккумулятора	Разряд 4-х независимых аккумуляторных батарей
Максимальная величина тока разряда, А	30 (на 12 В)
Управление устройством	USB-интерфейс, Ethernet-модуль

Наименование параметров и операций	Значение
Масса	20 кг
Ширина/Длина/Высота	600 мм/600 мм/400 мм

Полезная модель обеспечивает техническое обслуживание аккумуляторных батарей удаленных стационарных объектов без конструктивной доработки аккумуляторов, входящих в систему гарантированного электропитания удаленных стационарных объектов, что упрощает ее конструкцию и повышает надежность функционирования.

Claims (2)

1. Система гарантированного электропитания с аппаратно-программным комплексом для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей, содержащая источник внешнего питания, группы аккумуляторных батарей, электрическую нагрузку, электронно-вычислительную машину, эталонный источник напряжения, сигнальное устройство, датчики напряжения, датчики тока, отличающаяся тем, что введен модуль управления, представляющий собой объединенные общей трехпроводной I2C-шиной память EEPROM, опторазвязку, первый и второй микроконтроллеры, при этом к первому микроконтроллеру подключены жидкокристаллический дисплей, валкордер и сигнальное устройство, а ко второму микроконтроллеру подключены первый индикатор состояния и Ethernet-модуль, который подключен к электронно-вычислительной машине; введены соединенные с общей трехпроводной I2C-шиной через опторазвязку первый, второй, третий и четвертый канальные модули, каждый из которых состоит из третьего микроконтроллера, к которому подключены второй индикатор состояния, датчик температуры аккумуляторной батареи, импульсный DC/DC преобразователь, подключенный к источнику внешнего питания и последовательно соединенный со стабилизатором на нелинейном элементе, датчиком тока аккумуляторной батареи и активно-пассивным разрядным устройством; введен аналого-цифровой преобразователь, питаемый эталонным источником напряжения и соединенный с датчиком тока аккумуляторной батареи, причем аналого-цифровой преобразователь и датчик тока аккумуляторной батареи соединены с клеммой аккумуляторной батареи; введено оптоэлектронное реле, соединенное с третьим микроконтроллером, со стабилизатором на нелинейном элементе и активно-пассивным разрядным устройством; введен блок коммутации, включенный между параллельно соединенными первой и второй группой аккумуляторных батарей и электрической нагрузкой, который состоит из переменно подсоединяемых к аккумуляторным батареям соответственно первого или второго устройства коммутации, каждый из которых соединен с источником внешнего питания, а также с первым, вторым и третьим устройствами защиты, причем первое устройство защиты соединено с источником внешнего питания, а третье устройство защиты - с модулем управления.

2. Система гарантированного электропитания с аппаратно-программным комплексом для тестирования, тренировки и заряда аккумуляторных батарей по п.1, отличающаяся тем, что первый, второй, третий и четвертый канальный модуль каждый содержит вентилятор охлаждения радиатора, приводимый в действие устройством управления вентилятора по сигналам от датчика температуры радиатора, который соединен с первым микроконтроллером модуля управления.

Images