RU2234430C1 - Система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта - Google Patents

Система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта Download PDF

Info

Publication number
RU2234430C1
RU2234430C1 RU2003128387/11A RU2003128387A RU2234430C1 RU 2234430 C1 RU2234430 C1 RU 2234430C1 RU 2003128387/11 A RU2003128387/11 A RU 2003128387/11A RU 2003128387 A RU2003128387 A RU 2003128387A RU 2234430 C1 RU2234430 C1 RU 2234430C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
starter
power
battery
generator
voltage regulator
Prior art date
Application number
RU2003128387/11A
Other languages
English (en)
Inventor
А.Н. Вознесенский (RU)
А.Н. Вознесенский
М.В. Терещенко (RU)
М.В. Терещенко
Л.М. Бродский (RU)
Л.М. Бродский
В.М. Словущ (RU)
В.М. Словущ
Original Assignee
Вознесенский Александр Николаевич
Терещенко Михаил Владимирович
Бродский Лев Моисеевич
Словущ Виктор Михайлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вознесенский Александр Николаевич, Терещенко Михаил Владимирович, Бродский Лев Моисеевич, Словущ Виктор Михайлович filed Critical Вознесенский Александр Николаевич
Priority to RU2003128387/11A priority Critical patent/RU2234430C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2234430C1 publication Critical patent/RU2234430C1/ru

Links

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электрооборудованию самодвижущихся наземных объектов с двигателями внутреннего сгорания, преимущественно самоходных артиллерийских орудий. Электромашинная установка выполнена в виде стартера-генератора маршевого двигателя и снабжена регулятором напряжения. Аккумуляторная батарея связана с аккумуляторными клеммами зарядно-разрядного устройства. Между выходом стартера-генератора и силовой бортовой сетью включен токовый монитор, измерительный выход которого соединен с дополнительным входом регулятора напряжения. Генераторные клеммы зарядно-разрядного устройства, вход реле коммутации стартера, выводы конденсаторного модуля и силовые потребители электроэнергии подключены к силовой бортовой сети. Конденсаторный модуль выполнен с возможностью функционирования в качестве буферного накопителя электроэнергии, обеспечивающего запуск маршевого двигателя и демпфирование колебаний напряжения в силовой бортовой сети, аккумуляторная батарея - в качестве резервного источника питания при остановленном маршевом двигателе и в качестве источника непрерываемого питания потребителей электроэнергии с повышенными требованиями к электроснабжению, а регулятор напряжения - в качестве ограничителя выходного тока стартера-генератора, в том числе при заряде конденсаторного модуля. Система характеризуется повышенной надежностью работы и улучшенными техническими параметрами. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к электрооборудованию самодвижущихся наземных объектов с двигателями внутреннего сгорания, преимущественно самоходных артиллерийских орудий (САО).
Традиционная система электропитания САО обычно включает в себя один или два основных источника питания, представляющие собой генератор, связанный с валом маршевого двигателя, и стояночный генератор в виде турбогенераторной установки, буферный накопитель и резервный источник питания, функции которых выполняет аккумуляторная батарея, а также вспомогательные (вторичные) источники питания.
Такая концепция построения системы электропитания, во-первых, не обеспечивает высокое качество напряжения для непосредственного питания электронных и точных измерительных устройств, а во-вторых, характеризуется низкой эксплуатационной надежностью, обусловленной малым сроком службы аккумуляторной батареи.
В последнее время для транспортных средств получили распространение системы электропитания, в которых наряду с генераторами и аккумуляторными батареями используются накапливающие энергию конденсаторы (RU 96112338 А, В 60 R 16/04, 10.10.1998; RU 2182252 C1, F 02 N 11/08, 10.05.2002; RU 2123131 C1, F 02 N 11/08, 10.12.1998; DE 19709298 А1, F 02 N 11/08, 24.09.1998; ЕР 1044852 А2, В 60 R 16/02, 18.10.2000).
Однако в известных системах функциональные возможности конденсаторов ограничиваются лишь облегчением электростартерного пуска двигателя внутреннего сгорания.
Наиболее близкой к предложенной является система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта, содержащая электромашинную установку, выполненную в виде стартера-генератора маршевого двигателя или механически связанных с двигателем стартера и генератора и снабженную регулятором напряжения, конденсаторный модуль, подключенный через узел выпрямления и инвертирования к выходу электромашинной установки, силовую бортовую сеть, с которой соединены силовые потребители электроэнергии и реле коммутации стартера, подключенное выходом к стартерному входу электромашинной установки, зарядно-разрядное устройство, включенное между электромашинной установкой и силовой бортовой сетью, аккумуляторную батарею, связанную с аккумуляторными клеммами зарядно-разрядного устройства (WO 02/066293 А1, В 60 R 16/02, 29.08.2002).
Недостаток указанной системы проявляется в неэффективном функционировании конденсаторного модуля и аккумуляторной батареи, обусловленном несовершенной схемой их включения в силовую бортовую сеть. Кроме того, через конденсаторный модуль при его заряде протекают токи, имеющие значительную величину вследствие малого внутреннего сопротивления модуля. Это предопределяет возможность отказа системы.
Задачей изобретения является конструктивное усовершенствование подобной системы электропитания с повышением ее эксплуатационной надежности и улучшением технических характеристик.
Поставленная задача решается тем, что в системе электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта, содержащей электромашинную установку, выполненную в виде стартера-генератора маршевого двигателя или механически связанных с двигателем стартера и генератора и снабженную регулятором напряжения, силовую бортовую сеть, с которой соединены силовые потребители электроэнергии и реле коммутации стартера, подключенное выходом к стартерному входу электромашинной установки, аккумуляторную батарею, связанную с аккумуляторными клеммами зарядно-разрядного устройства, конденсаторный модуль, между выходом электромашинной установки и силовой бортовой сетью включен токовый монитор, измерительный выход которого соединен с дополнительным входом регулятора напряжения, а генераторные клеммы зарядно-разрядного устройства и выводы конденсаторного модуля подключены к силовой бортовой сети, при этом конденсаторный модуль выполнен с возможностью функционирования в качестве буферного накопителя электроэнергии, обеспечивающего запуск маршевого двигателя и демпфирование колебаний напряжения в силовой бортовой сети, аккумуляторная батарея - в качестве резервного источника питания при остановленном маршевом двигателе и в качестве источника непрерываемого питания потребителей электроэнергии с повышенными требованиями к электроснабжению, а регулятор напряжения - в качестве ограничителя выходного тока электромашинной установки, в том числе при заряде конденсаторного модуля.
Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения.
Параллельно электромашинной установке, связанной с маршевым двигателем, включена дополнительная электромашинная установка, выполненная в виде стартера-генератора стояночного агрегата питания и снабженная регулятором напряжения, при этом измерительный выход токового монитора соединен с дополнительным входом регулятора напряжения дополнительной электромашинной установки, а реле коммутации стартера подключено дополнительным выходом к ее стартерному входу.
В систему введены один или более дополнительных конденсаторных модулей, подключенных к дополнительным клеммам реле коммутации стартера так, что при пуске маршевого двигателя конденсаторные модули соединяются последовательно, а при нормальной его работе - параллельно.
Зарядно-разрядное устройство выполнено с возможностью оптимизации режимов заряда и разряда аккумуляторной батареи.
Потребители электроэнергии с повышенными требованиями к электроснабжению, напряжение на которых не должно выходить за допустимые пределы, подключены к аккумуляторной батарее через стабилизирующие вторичные источники питания.
Стабилизирующие вторичные источники питания выполнены с выходным напряжением, отличным от напряжения аккумуляторной батареи.
На чертеже представлена функциональная схема предложенной системы электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта.
В систему входят электромашинная установка, выполненная, например, в виде стартера-генератора 1 маршевого двигателя (двигателя внутреннего сгорания) 2 и снабженная регулятором напряжения 3, силовая бортовая сеть 4, с которой соединены силовые потребители электроэнергии 5 и реле 6 коммутации стартера, подключенное выходом к стартерному входу стартера-генератора 1, аккумуляторная батарея 7, связанная с аккумуляторными клеммами зарядно-разрядного устройства 8, конденсаторный модуль 9. Между выходом стартера-генератора 1 и силовой бортовой сетью 4 включен токовый монитор 10, измерительный выход которого соединен с дополнительным входом регулятора напряжения 3. Генераторные клеммы зарядно-разрядного устройства 8 и выводы конденсаторного модуля 9 подключены к силовой бортовой сети 4. Конденсаторный модуль 9 выполнен с возможностью функционирования в качестве буферного накопителя электроэнергии, обеспечивающего запуск маршевого двигателя и демпфирование колебаний напряжения в силовой бортовой сети 4, аккумуляторная батарея - в качестве резервного источника питания при остановленном маршевом двигателе 2 и в качестве источника непрерываемого питания потребителей электроэнергии 11 с повышенными требованиями к электроснабжению, а регулятор напряжения 3 - в качестве ограничителя выходного тока стартер-генератора 1, в том числе при заряде конденсаторного модуля 9.
Параллельно электромашинной установке на основе стартер-генератора 1, связанной с маршевым двигателем 2, может быть включена дополнительная электромашинная установка, выполненная в виде стартер-генератора стояночного агрегата питания и снабженная регулятором напряжения (не показаны). В этом случае измерительный выход токового монитора 10 будет соединен с дополнительным входом регулятора напряжения дополнительной электромашинной установки, а реле 6 коммутации стартера подключено дополнительным выходом к ее стартерному входу.
В систему помимо конденсаторного модуля 9 могут быть введены один или более дополнительных конденсаторных модулей, подключенных к дополнительным клеммам реле коммутации стартера так, что при пуске маршевого двигателя 2 конденсаторные модули соединяются последовательно, а при нормальной его работе - параллельно (не показаны).
Зарядно-разрядное устройство 8 может быть выполнено с возможностью оптимизации режимов заряда и разряда аккумуляторной батареи 7.
Потребители электроэнергии 11 с повышенными требованиями к электроснабжению, напряжение на которых не должно выходить за допустимые пределы, подключены к аккумуляторной батарее 7 через стабилизирующие вторичные источники питания 12. При этом стабилизирующие вторичные источники питания 12 могут быть выполнены с выходным напряжением, отличным от напряжения аккумуляторной батареи.
Конструктивно блоки 3, 6, 8, 10, 12 объединяются в один общий блок с габаритами, не превышающими принятые для стандартного блока стартерного пуска.
Работает данная система следующим образом.
При стартерном пуске отключаются силовые потребители электроэнергии 5 и цепь возбуждения стартера-генератора 1. Если при этом стоят и маршевый двигатель 3 и стояночный двигатель, то конденсаторный модуль 9 дозаряжается до номинального напряжения от аккумуляторной батареи 7. Далее производится предпусковая подготовка, а именно включаются маслозакачивающий насос, бензонасос, при необходимости предпусковой подогреватель, свечи накаливания. Подается на стартер напряжение страгивания, например, через ключ с широтно-импульсной модуляцией и отключается подзаряд конденсаторного модуля 9. Вслед за этим на стартер подается полное напряжение, а после начала автономной работы двигателя 3 плавно увеличивается напряжение возбуждения стартера-генератора 1 и контролируется его пуск. Отключается возбуждение стартер-генератора другого двигателя, если он работает и включается подзаряд аккумуляторной батареи 7.
При наличии в системе нескольких конденсаторных модулей реле 6, входящее в подсистему стартерного пуска, обеспечивает необходимую коммутацию модулей и их заряд от аккумуляторной батареи 7 до напряжения, требуемого для стартерного пуска (для стартера МД “Мста-С” 48 В), после чего реализует циклограмму стартерного пуска. При неудачном пуске процесс повторяется достаточное количество раз (до 10 раз), поскольку стартерный ток в 1,5...2 тысяч ампер обеспечивается буферным накопителем (конденсаторными модулями 9), а аккумуляторная батарея разряжается на буферный накопитель значительно меньшим током, выдавая свою полную мощность.
При нормальной работе от маршевого двигателя 3 или стояночного агрегата питания регулируется ток обмотки возбуждения работающего стартера-генератора 1 и поддерживается номинальное напряжение на конденсаторном модуле 9. Затем через зарядно-разрядное устройство 8 подзаряжается аккумуляторная батарея 7 и запитываются потребители 11 с повышенными требованиями к электроснабжению (приборы управления). При этом ток, отбираемый зарядно-разрядным устройством 8, определяется как сумма оптимального тока заряда аккумуляторной батареи 7 и тока, потребляемого потребителями 11.
Подчеркнем, что в настоящее время созданы конденсаторные модули, имеющие при малых габаритах емкость, достаточную для буферных накопителей в силовой бортовой сети САО. В отличие от широко применяемых в САО аккумуляторных батарей, характеризующихся внутренним сопротивлением в десятки миллиом, КПД, уменьшающимся в несколько раз при токах стартерного пуска, форсированного заряда и низких температурах, и как следствие не допускающих более одной попытки запуска маршевого двигателя и не обеспечивающих демпфирование всплесков и провалов напряжения бортовой сети при пусковых токах сильноточных потребителей, конденсаторные модули имеют на порядок более низкое внутреннее сопротивление (единицы миллиом) и КПД, приближающийся к 100%, в том числе при низких температурах и при пиковых токах заряда и разряда в несколько тысяч ампер (например, при стартерном пуске дизеля). Кроме того, конденсаторные модули имеют срок службы, соответствующий сроку службы объекта и являются необслуживаемыми, что позволяет разместить их в непосредственной близости от сильноточных источников и потребителей, сократить потери в проводах и уровень электромагнитных помех при коммутации сильноточных потребителей.
Таким образом, буферный накопитель на основе конденсаторного модуля 9 способен демпфировать броски тока в силовой бортовой сети 4 величиной до несколько тысяч ампер, не допуская значительных всплесков и провалов напряжения. При длительных просадках основных источников питания резервный источник питания в виде аккумуляторной батареи 7 добавляет в сеть недостающий ток. При остановленном маршевом двигателе 2 питание, как уже отмечалось, осуществляется от аккумуляторной батареи 7, при этом конденсаторный модуль 9 демпфирует броски тока в сети, обеспечивая разряд аккумуляторной батареи 7 током, близким к номинальному.
В целом предложенная система электропитания характеризуется по сравнению с известными повышенной надежностью работы и улучшенными техническими параметрами.

Claims (6)

1. Система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта, содержащая электромашинную установку, выполненную в виде стартер-генератора маршевого двигателя или механически связанных с двигателем стартера и генератора и снабженную регулятором напряжения, силовую бортовую сеть, с которой соединены силовые потребители электроэнергии и реле коммутации стартера, подключенное выходом к стартерному входу электромашинной установки, аккумуляторную батарею, связанную с аккумуляторными клеммами зарядно-разрядного устройства, конденсаторный модуль, отличающаяся тем, что между выходом электромашинной установки и силовой бортовой сетью включен токовый монитор, измерительный выход которого соединен с дополнительным входом регулятора напряжения, а генераторные клеммы зарядно-разрядного устройства и выводы конденсаторного модуля подключены к силовой бортовой сети, при этом конденсаторный модуль выполнен с возможностью функционирования в качестве буферного накопителя электроэнергии, обеспечивающего запуск маршевого двигателя и демпфирование колебаний напряжения в силовой бортовой сети, аккумуляторная батарея - в качестве резервного источника питания при остановленном маршевом двигателе и в качестве источника непрерываемого питания потребителей электроэнергии с повышенными требованиями к электроснабжению, а регулятор напряжения - в качестве ограничителя выходного тока электромашинной установки, в том числе, при заряде конденсаторного модуля.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что параллельно электромашинной установке, связанной с маршевым двигателем, включена дополнительная электромашинная установка, выполненная в виде стартер-генератора стояночного агрегата питания и снабженная регулятором напряжения, при этом измерительный выход токового монитора соединен с дополнительным входом регулятора напряжения дополнительной электромашинной установки, а реле коммутации стартера подключено дополнительным выходом к ее стартерному входу.
3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в нее введены один или более дополнительных конденсаторных модулей, подключенных к дополнительным клеммам реле коммутации стартера так, что при пуске маршевого двигателя конденсаторные модули соединяются последовательно, а при нормальной его работе - параллельно.
4. Система по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что зарядно-разрядное устройство выполнено с возможностью оптимизации режимов заряда и разряда аккумуляторной батареи.
5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что потребители электроэнергии с повышенными требованиями к электроснабжению, напряжение на которых не должно выходить за допустимые пределы, подключены к аккумуляторной батарее через стабилизирующие вторичные источники питания.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что стабилизирующие вторичные источники питания выполнены с выходным напряжением, отличным от напряжения аккумуляторной батареи.
RU2003128387/11A 2003-09-23 2003-09-23 Система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта RU2234430C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003128387/11A RU2234430C1 (ru) 2003-09-23 2003-09-23 Система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003128387/11A RU2234430C1 (ru) 2003-09-23 2003-09-23 Система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2234430C1 true RU2234430C1 (ru) 2004-08-20

Family

ID=33414733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003128387/11A RU2234430C1 (ru) 2003-09-23 2003-09-23 Система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234430C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2397592C1 (ru) * 2006-12-14 2010-08-20 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система электропитания, транспортное средство, использующее систему электропитания, и способ управления системой электропитания

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2397592C1 (ru) * 2006-12-14 2010-08-20 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система электропитания, транспортное средство, использующее систему электропитания, и способ управления системой электропитания
US8344699B2 (en) 2006-12-14 2013-01-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisa Power supply, system having a plurality of power storage units, vehicle using the same, and its control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9150170B2 (en) Circuit system for redistribution of electrical energy in a vehicle
US6057666A (en) Method and circuit for controlling charging in a dual battery electrical system
US20180083469A1 (en) High power density jump starter
CN201966682U (zh) 具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统
US5581171A (en) Electric vehicle battery charger
RU2418721C2 (ru) Система электропитания для электроснабжения по меньшей мере одного потребителя на летательном аппарате
CN201835963U (zh) 分离式辅助电源的燃烧及紧急起动系统
CN105790364A (zh) 内燃机车辆电气系统及其供电方法
US8994215B1 (en) Self-recharging electric generator system
CN102741082B (zh) 具有大功率负载的微混合动力机动车的蓄电池系统
CN105790365A (zh) 一种内燃机车辆电气系统及其供电方法
EP1025632B1 (en) Method and circuit for controlling charging in a dual battery electrical system
US5444352A (en) Multi-level automotive battery charging system
US20190052107A1 (en) Jump starter apparatus for recharging discharged battery of transportation means
US7679219B2 (en) Power supply device
RU2234430C1 (ru) Система электропитания оборудования самодвижущегося наземного объекта
CN105201722A (zh) 一种内燃动车组的动力包启动电路
CN115250002A (zh) 智能能量存储系统
RU2773902C1 (ru) Адаптивная система электроснабжения
TWI751094B (zh) 啟動型電瓶
US11296506B2 (en) Bidirectional charging panel
CN112780405B (zh) 一种用于柴油应急发电车中直流启动线路改进结构
RU206563U1 (ru) Резервный источник электроснабжения многоосных колесных шасси, перевозящих опасный груз
SU1319167A1 (ru) Система электроснабжени на два уровн напр жени
Bacelis et al. The Automotive Primary Power Supply System

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060924