RU183357U1 - Автономная система электроснабжения с унифицированным силовым модулем - Google Patents
Автономная система электроснабжения с унифицированным силовым модулем Download PDFInfo
- Publication number
- RU183357U1 RU183357U1 RU2018119035U RU2018119035U RU183357U1 RU 183357 U1 RU183357 U1 RU 183357U1 RU 2018119035 U RU2018119035 U RU 2018119035U RU 2018119035 U RU2018119035 U RU 2018119035U RU 183357 U1 RU183357 U1 RU 183357U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- voltage
- unified
- information
- battery
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
Abstract
Предлагаемая полезная модель относится к автономным системам электроснабжения и может быть использована для электроснабжения бортовых потребителей автономных объектов.
Схема предлагаемой системы приведена на фигуре. Она содержит солнечную батарею 1, состоящую из m последовательно соединенных ячеек; n аккумуляторных батарей 2; k унифицированных силовых модулей 3 на основе комбинированных понижающе-повышающих преобразователей с контурами управления по напряжению и току и силовыми переключателями СП1-СП5; схему управления 4, на входы которой поступает информация с аккумуляторных батарей о токах разряда, заряда, напряжении, температуре, остаточной емкости, информация с солнечной батареи о температуре, токе, входном напряжении, информация о работоспособности каждого унифицированного силового модуля 3, информация о выходном напряжении и внешние управляющие сигналы.
Использование унифицированных силовых модулей позволяет строить подсистемы зарядного и разрядного устройства, а также стабилизатора напряжения на основе единого унифицированного силового модуля, что позволяет повысить надежность системы за счет обеспечения динамического резерва, снизить массу аппаратуры регулирования, а также уменьшить номенклатуру силовых преобразователей.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к системам электроснабжения (СЭС) автономных объектов с использованием в качестве первичного источника энергии солнечной батареи (СБ), а накопителей энергии и вторичного источника энергии - аккумуляторных батарей (АБ).
Известна структура автономной СЭС [1], состоящей из СБ, АБ, зарядного устройства (ЗУ) АБ, разрядного устройства (РУ) АБ, подключенных к входу последовательного стабилизатора напряжения (СН). Результат такого решения - получение высокой стабильности выходного напряжения на нагрузке путем исключения переходных процессов при смене режимов работы СЭС. Недостаток подобной системы - постоянная работа последовательного СН во всех режимах работы СЭС, так как энергопитание нагрузки осуществляется или напрямую от СБ, за счет работы СН, или от АБ, за счет последовательного преобразование энергии модулями РУ и СН, что дополнительно снижает энергоэффективность преобразования накопленной энергии АБ.
По технической сущности наиболее близкой к предлагаемой системе является параллельно-последовательная СЭС [2, с. 11-17].
При отсутствии мощности от СБ напряжение питания нагрузки на выходе СЭС стабилизируется РУ, за счет энергии, запасенной в АБ. При появление энергии, генерируемой СБ, требуемая мощность нагрузки поддерживается за счет последовательного СН. Избыток мощности СБ при этом поступает на вход ЗУ АБ. При недостаточной мощности СБ питание нагрузки на выходе СЭС стабилизируется одновременно как РУ АБ, так и последовательным СН от СБ.
Такая система имеет недостаток - отказ одного из каналов ЗУ, РУ приводит к исключению из алгоритмов работы СЭС АБ, подключенных к ним. Отказ канала СН приводит к потере работоспособности СЭС в режиме обеспечения нагрузки от СБ.
Целью полезной модели является уменьшение энергетических потерь, массогабаритных показателей, а также повышение надежности СЭС.
Поставленная цель достигается применением в качестве силовых преобразователей унифицированных силовых модулей (УСМ) на основе комбинированного понижающе-повышающего импульсного преобразователя напряжения, а также введением в состав каждого УСМ дополнительных силовых переключателей (СП). Применение комбинированного понижающе-повышающего преобразователя позволяет получать на выходе УСМ напряжение как меньше, так и больше входного с сохранением знака согласно авторскому свидетельству [3].
Структурная схема предлагаемой СЭС приведена на фиг. На ней изображены: СБ 1, состоящая из m ячеек; n АБ 2; k модулей УСМ 3, на основе комбинированных понижающе-повышающих преобразователей с контурами управления по выходному напряжению, току нагрузки и силовыми переключателями СП1-СП5; схема управления 4, на входы которой поступает информация с АБ о токах разряда и заряда, напряжение, температуре, остаточной емкости, информация с СБ о температуре, токе, входном напряжении, информация о работоспособности каждого УСМ 3, информация о выходном напряжении и внешние управляющие сигналы.
СЭС функционирует следующим образом.
Для обеспечения работы УСМ в режиме СН (обеспечения питания нагрузки от СБ) в его составе происходит замыкание переключателей СП1, СП4, при этом переключатели СП2, СП3 и СП5 находятся в разомкнутом состоянии.
При функционировании УСМ в режиме РУ, обеспечивающем требуемую мощность нагрузки за счет накопленной энергией АБn, замыкаются переключатели СП2, СП4, СП5n, переключатели СП1, СП3 находятся в разомкнутом состоянии.
Для обеспечения заряда n-ой АБ излишками энергии, генерируемой СБ, в составе УСМ замыкаются переключатели СП1, СП3 и СП5n, переключатели СП2 и СП4 находятся в разомкнутом состоянии.
Количество силовых переключателей СП5 в составе каждого УСМ определяется количеством АБ в составе СЭС.
Данная система обеспечивает индивидуальные зарядно-разрядные циклы каждой АБ. При этом требования по отношению максимальных напряжений СБ и АБ, предъявляемых в [1], отсутствуют. Любой модуль УСМ может быть переведен в различные режимы функционирования - СН, РУ и ЗУ для любой из n АБ, чем обеспечивается динамический резерв в СЭС и снижаются ее массогабаритные показатели за счет уменьшенного количества резервных силовых модулей.
Обобщенный алгоритм работы СП в УСМ для каждого режима работы представлен в табл.
В качестве СП могут использоваться электромагнитные реле или силовые транзисторные переключатели, управляемые командами из общей системы управления СЭС по внутренней логике работы или по командам внешнего управления.
Перечень использованных источников
1. Пат. РФ №2317216 Автономная система электропитания./ Е.И. Бушуева, С.А. Галочкин, B.C. Кудряшев, В.О. Эльман. Заявка №2005140469/11 от 23.12.2005. опубл. 20.02.2008, Бюл. №5.
2. Б.П. Соустин, В.И. Иванчура, А.И. Чернышев, Ш.Н. Исляев. Системы электропитания космических аппаратов, г. Новосибирск, ВО "Наука", 1994.
3. В.А. Головацкий, В.И. Мелешин, Ю.Ф. Опадчий Комбинированный ИРН // Авторское свидетельство СССР №452816, кл. МКИ G05F.
Claims (1)
- Автономная система электроснабжения, содержащая солнечную батарею, n аккумуляторных батарей, k унифицированных силовых модулей, отличающаяся тем, что выход каждого унифицированного модуля подключен через силовые переключатели к выходной нагрузке или к любой из n аккумуляторной батарее, вход каждого унифицированного модуля подключен через силовые переключатели к солнечной батарее или к любой из n аккумуляторной батарее, причем солнечная батарея, n аккумуляторных батарей и нагрузка своими вторыми выводами соединены с общей шиной, все унифицированные силовые модули представляют собой комбинированные понижающе-повышающие импульсные преобразователи напряжения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018119035U RU183357U1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Автономная система электроснабжения с унифицированным силовым модулем |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018119035U RU183357U1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Автономная система электроснабжения с унифицированным силовым модулем |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU183357U1 true RU183357U1 (ru) | 2018-09-19 |
Family
ID=63580729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018119035U RU183357U1 (ru) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Автономная система электроснабжения с унифицированным силовым модулем |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU183357U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528626C2 (ru) * | 2013-01-24 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия | Автономная микроэлектростанция уличного фонаря |
| RU2559025C2 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Эфре" | Автономная система электропитания на постоянном токе |
| EP2822144B1 (en) * | 2013-07-05 | 2016-09-14 | Hitachi, Ltd. | Autonomous power supply system |
| RU168497U1 (ru) * | 2016-10-21 | 2017-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина" | Автономная солнечная фотоэлектрическая установка |
-
2018
- 2018-05-23 RU RU2018119035U patent/RU183357U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528626C2 (ru) * | 2013-01-24 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия | Автономная микроэлектростанция уличного фонаря |
| EP2822144B1 (en) * | 2013-07-05 | 2016-09-14 | Hitachi, Ltd. | Autonomous power supply system |
| RU2559025C2 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Эфре" | Автономная система электропитания на постоянном токе |
| RU168497U1 (ru) * | 2016-10-21 | 2017-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина" | Автономная солнечная фотоэлектрическая установка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107579587B (zh) | 适用于leo卫星的能源系统及其控制方法 | |
| JP2021023096A5 (ru) | ||
| RU2337452C1 (ru) | Способ питания нагрузки постоянным током в составе автономной системы электропитания искусственного спутника земли и автономная система электропитания для его реализации | |
| Subashini et al. | A novel design of charge controller for a standalone solar photovoltaic system | |
| ES2394435T3 (es) | Unidad y sistema de acondicionamiento de energía aléctrica | |
| CN103036288B (zh) | 一种锂离子蓄电池补充充电控制系统 | |
| Kompella et al. | Parallel operation of battery chargers in small satellite electrical power systems | |
| JP2010110124A (ja) | 電源システム | |
| CN105429268A (zh) | 一种基于冗余mppt电路结构的微纳卫星电源系统 | |
| Zhang et al. | Power management of a modular three-port converter-based spacecraft power system | |
| Lueangamornsiri et al. | Design and development of a stand-alone solar energy harvesting system by MPPT and quick battery charging | |
| Chen et al. | A new nonisolated three-port DC-DC converter with high step-up/down ratio | |
| RU183357U1 (ru) | Автономная система электроснабжения с унифицированным силовым модулем | |
| Siad et al. | Design and control of a DC grid for railway stations | |
| Li et al. | A novel control strategy based on DC bus signaling for DC micro-grid with photovoltaic and battery energy storage | |
| RU2476972C2 (ru) | Способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания искусственного спутника земли | |
| RU2395148C1 (ru) | Автономная система электропитания космического аппарата | |
| RU2650100C1 (ru) | Высоковольтная система электропитания космического аппарата | |
| RU2559025C2 (ru) | Автономная система электропитания на постоянном токе | |
| RU2633616C1 (ru) | Способ электропитания космического аппарата | |
| Victor et al. | Design, simulation and comparative analysis of different types of solar charge controllers for optimized efficiency | |
| Abdelmoaty et al. | A single-step, single-inductor energy-harvestingbased power supply platform with a regulated battery charger for mobile applications | |
| RU2634513C2 (ru) | Высоковольтная система электропитания космического аппарата | |
| RU2704656C1 (ru) | Система электроснабжения космического аппарата с экстремальным регулированием мощности солнечной батареи | |
| RU2689401C1 (ru) | Способ обеспечения автономного электропитания |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200524 |