RU2491696C1 - Uninterrupted power supply module for dc loads - Google Patents
Uninterrupted power supply module for dc loads Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491696C1 RU2491696C1 RU2012107959/07A RU2012107959A RU2491696C1 RU 2491696 C1 RU2491696 C1 RU 2491696C1 RU 2012107959/07 A RU2012107959/07 A RU 2012107959/07A RU 2012107959 A RU2012107959 A RU 2012107959A RU 2491696 C1 RU2491696 C1 RU 2491696C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power supply
- battery
- energy storage
- molecular energy
- sealed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания ответственных потребителей постоянного тока особой группы первой категории надежности электроснабжения, не допускающих перерыва питания.The invention relates to electrical engineering and can be used to power responsible DC consumers of a special group of the first category of reliability of power supply, not allowing a power outage.
Известны устройства гарантированного питания, содержащие резервный источник питания - аккумуляторную батарею (АБ) и резервный агрегат бесперебойного питания, которые реализуют выделенный и параллельный резерв [1]. При выделенном резерве АБ отделена от шин постоянного тока запорным устройством, ненагружена и подключается к нагрузке только при отказе сети переменного тока, при этом возникает перерыв питания на время коммутации. Параллельный резерв предусматривает подсоединение АБ к шинам постоянного тока и ее участие в компенсации провалов напряжения в динамических режимах, что ведет к выработке гарантийного ресурса АБ за счет частых частичных циклов «разряд-заряд».There are known guaranteed power devices containing a backup power source - a battery (AB) and a backup uninterruptible power supply unit, which realize a dedicated and parallel reserve [1]. With a dedicated reserve, the battery is separated from the DC bus with a shut-off device, unloaded and connected to the load only when the AC mains fails, and a power interruption occurs during the switching time. A parallel reserve provides for connecting the battery to DC buses and its participation in compensating for voltage dips in dynamic modes, which leads to the development of a warranty battery life due to frequent partial discharge-charge cycles.
Известно также устройство бесперебойного питания, содержащее основной силовой преобразователь, непосредственно подключенный к нагрузке, аккумуляторную батарею с зарядным устройством, подключенную к нагрузке через силовой тиристор с блоком управления, а также измерительный компаратор, подключенный по выходу к блоку управления, снабженный датчиком наличия питающей сети. Выход компаратора подключен к блоку управления силового тиристора и силового контактора, нормально разомкнутые контакты которого включены параллельно силовому тиристору, а вход измерительного компаратора подключен к аккумуляторной батарее [2].An uninterruptible power supply device is also known, containing a main power converter directly connected to the load, a rechargeable battery with a charger connected to the load through a power thyristor with a control unit, and a measuring comparator connected at the output to the control unit equipped with a sensor for the presence of the mains supply. The output of the comparator is connected to the control unit of the power thyristor and the power contactor, the normally open contacts of which are connected in parallel with the power thyristor, and the input of the measuring comparator is connected to the battery [2].
Недостатками такого устройства являются низкая надежность из-за наличия последовательно соединенного с АБ силового тиристора; снижение качества напряжения при переходном процессе; большое падение напряжения на тиристорном ключе, значительные тепловыделение и масса радиатора для его охлаждения.The disadvantages of this device are low reliability due to the presence of a power thyristor connected in series with the battery; decrease in voltage quality during transient; a large voltage drop across the thyristor key, significant heat and mass of the radiator to cool it.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее сетевой преобразователь, систему резервного электропитания, подключенные через разделительные диоды на шины гарантированного питания, отличающееся тем, что оно снабжено емкостным накопителем энергии, подключенным через разделительный диод на шины гарантированного питания, зарядными цепями емкостного накопителя энергии. Зарядный резистор одним выводом подключен к точке соединения емкостного накопителя энергии и его разделительного диода, а другим выводом - к точке соединения нормально замкнутого и нормально разомкнутого контактов силового контактора. Второй вывод нормально замкнутого контакта силового контактора подключен к точке соединения сетевого преобразователя и его разделительного диода, а второй вывод нормально разомкнутого контакта силового контактора подключен к точке соединения системы резервного электропитания с ее разделительным диодом [3].Closest to the proposed device is a device containing a network converter, a backup power system, connected through a diode diode to the guaranteed power bus, characterized in that it is equipped with a capacitive energy storage device connected via a diode diode to the guaranteed power bus, charging circuits of a capacitive energy storage device. The charging resistor is connected to the connection point of the capacitive energy storage device and its isolation diode by one terminal, and the normally closed and normally open contacts of the power contactor by the other terminal. The second terminal of the normally closed contact of the power contactor is connected to the connection point of the line converter and its isolation diode, and the second terminal of the normally open contact of the power contactor is connected to the connection point of the backup power system with its isolation diode [3].
Недостатком этого устройства, принятого нами за прототип, является то, что, с одной стороны, резервная система электропитания постоянно присоединена к шинам гарантированного питания, а с другой, накопитель энергии обеспечивает электроэнергией потребители только на время перехода на систему резервного электропитания, а также имеет нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты силовых контакторов в цепи заряда накопителя, усложняющих конструкцию и снижающих надежность.The disadvantage of this device, which we adopted as a prototype, is that, on the one hand, the backup power supply system is constantly connected to the guaranteed power buses, and on the other hand, the energy storage device provides electricity to consumers only for the duration of the transition to the backup power supply system, and also has normal closed and normally open contacts of the power contactors in the drive charge circuit, complicating the design and reducing reliability.
Целью изобретения является создание модуля бесперебойного питания с режимом эксплуатации герметичных циклируемых аккумуляторных батарей, обеспечивающим сохранение гарантированной емкости герметичных циклируемых аккумуляторных батарей, а также повышение надежности электроснабжения ответственных потребителей постоянного тока, не допускающих перерывов электропитания, и снижение отклонения напряжения постоянного тока в динамических режимах при кратковременных нарушениях электроснабжения от питающей сети переменного тока.The aim of the invention is the creation of an uninterruptible power supply module with an operation mode of sealed cycled batteries, ensuring the guaranteed capacity of sealed cycled batteries, as well as improving the reliability of power supply for responsible DC consumers, which do not allow power interruptions, and reducing the DC voltage deviation in dynamic modes for short-term power outages from the AC mains.
Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее сетевой преобразователь и молекулярный накопитель энергии, подключенные через разделительные диоды сетевого преобразователя на шины бесперебойного питания постоянного тока, добавляется герметичная циклируемая аккумуляторная батарея, подключаемая на шины бесперебойного питания постоянного тока, через нормально разомкнутые контакты силового контактора цепи разряда герметичной циклируемой аккумуляторной батареи и разделительный диод герметичной циклируемой аккумуляторной батареи, а цепь заряда молекулярного накопителя энергии подключается через зарядный резистор и разделительный диод цепи заряда молекулярного накопителя энергии непосредственно к шинам бесперебойного питания постоянного тока, восполнение частично снятой с герметичной циклируемой аккумуляторной батареи емкости производится зарядным устройством, включаемым в автоматическом режиме, через нормально разомкнутый контакт силового контактора цепи заряда герметичной циклируемой аккумуляторной батареи после восстановления напряжения внешней питающей сети переменного тока.This goal is achieved by the fact that in a device containing a network converter and a molecular energy storage device connected via dividing diodes of the network converter to the uninterruptible power supply DC bus, a sealed cyclic storage battery is added, connected to the uninterruptible power supply bus of the direct current, through normally open contacts of the power contactor sealed cyclic battery discharge circuit and sealed cyclic battery isolation diode battery, and the charge circuit of the molecular energy storage device is connected via the charging resistor and the diode of the charge circuit of the molecular energy storage device directly to the uninterruptible DC power buses, the capacity is partially replenished from the sealed cyclic storage battery by a charger that is switched on in automatic mode through a normally open contact of the power contactor of the charge circuit of a sealed cyclic battery after voltage recovery external AC power.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства.Figure 1 shows a diagram of the proposed device.
Устройство содержит:The device contains:
1 - сетевой преобразователь;1 - network converter;
2 - разделительный диод сетевого преобразователя;2 - dividing diode of the network converter;
3 - шины бесперебойного питания постоянного тока;3 - bus uninterruptible power supply of direct current;
4 - зарядное устройство герметичной циклируемой аккумуляторной батареи;4 - charger sealed cyclic battery;
5 - нормально разомкнутый контакт силового контактора цепи заряда герметичной циклируемой аккумуляторной батареи;5 - normally open contact of the power contactor of the charge circuit of a sealed cycled battery;
6 - герметичную циклируемую аккумуляторную батарею;6 - sealed cycled battery;
7 - нормально разомкнутый контакт силового контактора цепи разряда7 - normally open contact of the power contactor of the discharge circuit
герметичной циклируемой аккумуляторной батареи;sealed cycling battery;
8 - разделительный диод герметичной циклируемой аккумуляторной батареи;8 - dividing diode sealed cyclic battery;
9 - молекулярный накопитель энергии;9 - molecular energy storage;
10 - разделительный диод молекулярного накопителя энергии;10 - dividing diode molecular energy storage;
11 - зарядный резистор;11 - charging resistor;
12 - разделительный диод цепи заряда молекулярного накопителя энергии.12 - dividing diode of the charge circuit of the molecular energy storage.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При наличии напряжения сети переменного тока, работает сетевой преобразователь 1, напряжение постоянного тока которого через разделительный диод 2 поступает на шины бесперебойного питания постоянного тока 3, к которым подключены ответственные потребители постоянного тока. При этом молекулярный накопитель энергии 9 заряжается через зарядный резистор 11 и разделительный диод 12 до уровня напряжения сетевого преобразователя 1. При наличии напряжения сети переменного тока, посредством зарядного устройства 4 через замкнутый контакт силового контактора 5 происходит заряд - подзаряд (восполнение саморазряда) герметичной циклируемой аккумуляторной батареи 6. Герметичная циклируемая аккумуляторная батарея с помощью разомкнутого контакта силового контактора 7 отключена от шин бесперебойного питания постоянного тока 3. Разделительный диод 10 закрыт, так как напряжение на шинах бесперебойного питания постоянного тока 3 выше, чем на выходе молекулярного накопителя энергии 9.In the presence of AC mains voltage, the network converter 1 operates, the DC voltage of which is supplied through the diode 2 to the uninterruptible DC power bus 3, to which responsible DC consumers are connected. In this case, the molecular energy storage device 9 is charged through the charging resistor 11 and the diode 12 to the voltage level of the network converter 1. In the presence of AC voltage, the charging device 4 charges through the closed contact of the power contactor 5 to recharge (replenish the self-discharge) of the sealed cyclic battery batteries 6. The hermetic cycled storage battery is disconnected from the uninterruptible power supply bus of constant t by the open contact of the power contactor 7 3. Single separating diode 10 is closed, since the voltage uninterruptible DC power supply buses 3 higher than at the outlet of the molecular energy accumulator 9.
При отсутствии напряжения сети переменного тока по любым причинам начинает разряжаться молекулярный накопитель энергии 9 через разделительный диод 10; при этом напряжение на шинах бесперебойного питания постоянного тока 3 обеспечивается за счет его разряда.In the absence of AC voltage, for any reason, the molecular energy storage device 9 begins to discharge through an isolation diode 10; while the voltage on the bus uninterruptible DC power 3 is provided due to its discharge.
При кратковременных нарушениях электроснабжения (до 250 мс), происходящих в напряжении сети переменного тока, за счет использования энергии молекулярного накопителя энергии герметичная циклируемая аккумуляторная батарея не разряжается.In the event of short-term power outages (up to 250 ms) occurring in the AC voltage, due to the use of molecular energy storage energy, the sealed cyclic storage battery is not discharged.
Время разряда молекулярного накопителя энергии определяется временем выхода на рабочий режим герметичной циклируемой аккумуляторной батареи 6, подключаемой через замкнутый контакт силового контактора 7, при этом электрическая энергия от герметичной циклируемой аккумуляторной батареи поступает через разделительный диод 8 на шины бесперебойного питания постоянного тока 3 и на заряд молекулярного накопителя энергии.The discharge time of the molecular energy storage device is determined by the time the operating mode of the sealed cycled battery 6 is connected through the closed contact of the power contactor 7, while the electric energy from the sealed cycled battery is supplied through a diode 8 to the uninterruptible DC bus 3 and the molecular charge energy storage device.
Электроэнергия, запасенная в молекулярном накопителе энергии, позволяет в два-три раза перекрыть длительность переходного процесса силовой коммутации герметичной циклируемой аккумуляторной батареи.The electric energy stored in the molecular energy storage device allows two to three times to overlap the duration of the transient process of power switching of a sealed cycled storage battery.
В цепи используется молекулярный накопитель энергии большой емкости (более 70 Ф), обладающий низким внутренним сопротивлением (менее (0.001 Ом), что позволяет ему мгновенно отдавать накопленную энергию в нагрузку и при этом обеспечивать функцию фильтрации (кондиционирования) электрической энергии на шинах бесперебойного питания постоянного тока.The circuit uses a large-capacity molecular energy storage device (more than 70 F), which has a low internal resistance (less than (0.001 Ohm), which allows it to instantly transfer stored energy to the load and at the same time provide a filtering (conditioning) function of electrical energy on uninterruptible power supply buses current.
После восстановления внешней питающей сети переменного тока, зарядным устройством 4, включаемым в автоматическом режиме через нормально разомкнутые контакты силового контактора 5, производится восполнение частично снятой с герметичной циклируемой аккумуляторной батареи емкости.After restoration of the external AC power supply, the charger 4, which is switched on automatically through normally open contacts of the power contactor 5, makes up the capacity partially removed from the sealed cyclic storage battery.
Заявляемый тип построения устройства отличается от прототипа тем, что исключаются контакты силовых контакторов в цепи заряда молекулярного накопителя энергии, а при наличии напряжения сети резервный источник -герметичная циклируемая аккумуляторная батарея не подключена к шинам бесперебойного питания.The inventive type of construction of the device differs from the prototype in that the contacts of the power contactors in the charge circuit of the molecular energy storage are excluded, and in the presence of mains voltage, the backup source — a sealed cyclic storage battery — is not connected to uninterruptible power supply buses.
Заявителям не известен путь решения поставленной задачи с приведенной совокупностью существенных признаков, что говорит об «изобретательском уровне» технического решения.The applicants do not know the way to solve the problem with a given set of essential features, which indicates the "inventive step" of the technical solution.
Авторами испытан модуль бесперебойного питания с преобразователем электрической энергии переменного тока в электрическую энергию постоянного тока мощностью 7,5 кВт, где в качестве молекулярного накопителя энергии использован молекулярный накопитель энергии МНЭ-70/28Б-С1 емкостью 70 Ф и применена герметичная циклируемая аккумуляторная батарея 24НКГ-70КА. Модуль обеспечивает бесперебойную и надежную работу ответственных потребителей постоянного тока с максимальным отклонением напряжения на шинах постоянного тока 0,1 В в динамическом режиме при кратковременных нарушениях электроснабжения от внешней питающей сети переменного тока.The authors tested an uninterruptible power supply module with an alternating current electrical energy into direct current electric power of 7.5 kW, where a molecular energy storage device МНЭ-70 / 28Б-С1 with a capacity of 70 F was used and a sealed cyclic 24NCG-battery was used 70KA. The module ensures uninterrupted and reliable operation of responsible DC consumers with a maximum voltage deviation of 0.1 V DC on the DC bus in dynamic mode with short-term power outages from an external AC power supply.
Приведенные данные и сведения подтверждают возможность промышленного осуществления предлагаемого изобретения.The data and information confirm the possibility of industrial implementation of the invention.
Источники информацииInformation sources
1. Статические агрегаты бесперебойного питания. Г.Г. Адамия, Е.И. Беркович и др., под ред. Ф.И. Ковалева. - М.: Энергоатомиздат, 1992, рис.1.14, с.25.1. Static uninterruptible power supply units. G.G. Adamia, E.I. Berkovich et al., Ed. F.I. Kovaleva. - M .: Energoatomizdat, 1992, Fig. 1.14, p. 25.
2. Патент РФ №2254659 С1, кл. Н02J 9/06, опубл. 20.06.2005.2. RF patent No. 224659 C1, cl. H02J 9/06, publ. 06/20/2005.
3. Патент РФ №2143774 С1, кл. Н02J 9/06, опубл. 27.12.1999.3. RF patent No. 2143774 C1, cl. H02J 9/06, publ. 12/27/1999.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107959/07A RU2491696C1 (en) | 2012-03-02 | 2012-03-02 | Uninterrupted power supply module for dc loads |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012107959/07A RU2491696C1 (en) | 2012-03-02 | 2012-03-02 | Uninterrupted power supply module for dc loads |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2491696C1 true RU2491696C1 (en) | 2013-08-27 |
Family
ID=49163937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012107959/07A RU2491696C1 (en) | 2012-03-02 | 2012-03-02 | Uninterrupted power supply module for dc loads |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2491696C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2666523C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-09-10 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Uninterrupted power supply source for on-board equipment |
RU2766312C1 (en) * | 2021-05-14 | 2022-03-15 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Self-diagnosing system of providing uninterrupted power supply of on-board equipment |
RU2795502C1 (en) * | 2022-07-07 | 2023-05-04 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Device for combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2079203C1 (en) * | 1994-11-28 | 1997-05-10 | Центральный научно-исследовательский испытательный институт N 16 Министерства обороны | Uninterrupted power supply |
RU2143774C1 (en) * | 1997-12-08 | 1999-12-27 | Военная академия РВСН им.Петра Великого | Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation |
US6218819B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-04-17 | Stmicroelectronics S.A. | Voltage regulation device having a differential amplifier coupled to a switching transistor |
RU62485U1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-04-10 | Закрытое Акционерное Общество "Конвертор" | DC GUARANTEED POWER SUPPLY SYSTEM |
-
2012
- 2012-03-02 RU RU2012107959/07A patent/RU2491696C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2079203C1 (en) * | 1994-11-28 | 1997-05-10 | Центральный научно-исследовательский испытательный институт N 16 Министерства обороны | Uninterrupted power supply |
RU2143774C1 (en) * | 1997-12-08 | 1999-12-27 | Военная академия РВСН им.Петра Великого | Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation |
US6218819B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-04-17 | Stmicroelectronics S.A. | Voltage regulation device having a differential amplifier coupled to a switching transistor |
RU62485U1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-04-10 | Закрытое Акционерное Общество "Конвертор" | DC GUARANTEED POWER SUPPLY SYSTEM |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2666523C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-09-10 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Uninterrupted power supply source for on-board equipment |
RU2766312C1 (en) * | 2021-05-14 | 2022-03-15 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Self-diagnosing system of providing uninterrupted power supply of on-board equipment |
RU2795502C1 (en) * | 2022-07-07 | 2023-05-04 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Device for combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle |
RU222970U1 (en) * | 2022-10-03 | 2024-01-25 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Uninterruptible DC power supply |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106469930B (en) | Battery system | |
US9627720B2 (en) | Battery pack, apparatus including battery pack, and method of managing battery pack | |
US9401616B2 (en) | Battery pack, energy storage system including battery pack, and method of charging battery pack | |
CN104184183B (en) | Battery management system and method of driving the same | |
KR101835584B1 (en) | Apparatus for managing battery, and energy storage system | |
KR101074785B1 (en) | A battery management system and control method thereof, and energy storage system including the battery management system | |
EP2629388A1 (en) | Power management system | |
KR20150081731A (en) | Battery pack, energy storage system including the battery pack, and method of operating the battery pack | |
US20120086399A1 (en) | Battery pack, method of controlling the same, and energy storage system including the battery pack | |
JP2017531983A (en) | System and method for series battery charging and forming | |
KR20160099361A (en) | Mumtiple parallel energy stoage system and controlling mtehod of the same | |
US10454286B2 (en) | Conversion circuit device for uninterruptible power supply (UPS) systems | |
CN112165156A (en) | Charging/discharging device, battery system, charging/discharging control method, and storage medium | |
CN112655131B (en) | Power storage device and charging method | |
CN102222949A (en) | Device and method for managing batteries | |
JP2013160582A (en) | Battery pack system and management method of battery pack system | |
KR20190050386A (en) | Battery life management device | |
CN111937269A (en) | Power storage system and charge control method | |
JP5488085B2 (en) | DC power supply | |
RU2491696C1 (en) | Uninterrupted power supply module for dc loads | |
JP6214131B2 (en) | Battery pack charging system and battery pack charging method | |
KR20140139301A (en) | power storage system and driving method thereof | |
CN102983596A (en) | N+1 storage battery pack on-line detection maintenance seamless power supply device | |
JP2011154925A (en) | Charging system and charging method for lithium ion battery pack | |
TWM604513U (en) | DC power supply with three power systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |