RU2611068C1 - Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device - Google Patents

Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device Download PDF

Info

Publication number
RU2611068C1
RU2611068C1 RU2015157293A RU2015157293A RU2611068C1 RU 2611068 C1 RU2611068 C1 RU 2611068C1 RU 2015157293 A RU2015157293 A RU 2015157293A RU 2015157293 A RU2015157293 A RU 2015157293A RU 2611068 C1 RU2611068 C1 RU 2611068C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
charge current
input
control unit
inverter
Prior art date
Application number
RU2015157293A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Герасимов
Геннадий Юрьевич Илларионов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН)
Priority to RU2015157293A priority Critical patent/RU2611068C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2611068C1 publication Critical patent/RU2611068C1/en

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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H02J7/00716—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current in response to integrated charge or discharge current
    • 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
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters

Landscapes

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

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering. Device for storage battery charging is arranged in three structural units. Primary energy converter is placed in first structural unit and connected to onshore electric power source by cable line or contains self-contained electric power source in form of, for example, radionuclide thermoelectric generator, wherein first and second structural units are arranged on stationary object, installed under water on ground. In second structural unit are placed capacitor, single-phase autonomous voltage inverter with control unit, first and second temperature measuring converters, separately made transformer primary winding. In third unit, installed on autonomous unmanned underwater vehicle, are arranged separately made transformer secondary winding, rectifier, second capacitor, smoothing reactor, device charging current and output voltage measuring transducers, charging current regulator with charging current control unit. Device also includes second charging current regulator with second charging current control unit, second current and voltage transducers, second smoothing reactor, switch and second storage battery, which are also installed into second structural unit, besides, device also includes primary energy converter, which output is connected to second charging current regulator input.
EFFECT: technical result is increase in storage battery charging process reliability and autonomous unmanned underwater vehicle using efficiency.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам с использованием полупроводниковых приборов для зарядки электрической аккумуляторной батареи автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) при базировании аппарата на стационарном объекте, установленном под водой на грунте, преимущественно на донном причальном устройстве (ДПУ). Применение ДПУ для зарядки аккумуляторной батареи АНПА является актуальным, когда аппарат предназначен для выполнения многократных миссий без всплытия на поверхность в пределах ограниченной морской акватории, например, охраны порта, мониторинга донной обстановки или водной среды. При этом ДПУ с помощью специального подводного кабеля, имеющего силовые и информационные связи, подключается к специальному береговому посту, управляющему работой АНПА.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to devices using semiconductor devices for charging an electric battery autonomous uninhabited underwater vehicle (AUV) when the apparatus is based on a stationary object installed under water on the ground, mainly on the bottom berthing device (DPU). The use of a remote control device for charging an AUV battery is relevant when the device is designed to perform multiple missions without surfacing within a limited sea area, for example, port security, monitoring of bottom conditions or the aquatic environment. At the same time, using a special submarine cable with power and information connections, the DPU is connected to a special coastal post that controls the operation of the AUV.

ДПУ с автономным источником питания могут быть выставлены в любом районе Мирового Океана, делая автономность АНПА практически неограниченной. Одной из важнейших задач ДПУ является обеспечение процесса зарядки аккумуляторных батарей АНПА.DPU with an autonomous power source can be exhibited in any area of the World Ocean, making the autonomy of the AUV almost unlimited. One of the most important tasks of DPU is to ensure the charging process of AUV batteries.

Известны донные причальные устройства, предназначенные для подводной зарядки аккумуляторной батареи АНПА [Илларионов Г.Ю., Щербатюк А.Ф., Кушнерик А.Г., Квашнин А.Г. Донные причальные устройства для автономных необитаемых подводных аппаратов. // Двойные технологии - 2011. - №1. - с. 28-43].Known bottom berthing devices designed for underwater charging of the ANPA battery [Illarionov G.Yu., Scherbatyuk AF, Kushnerik AG, Kvashnin AG Bottom berthing devices for autonomous uninhabited underwater vehicles. // Dual Technologies - 2011. - No. 1. - from. 28-43].

Например, донное причальное устройство для АНПА «REMUS» осуществляет зарядку аккумуляторных батарей аппарата с помощью контактных соединителей. Устройство содержит электроприводы, предназначенные для перемещения и герметизации контактов клемм блока зарядки. После того, как аппарат входит в ДПУ, реализуется сложная последовательность операций, обеспечивающая точную фиксацию аппарата и соединение электрических контактов ДПУ и АНПА с требуемой герметизацией. Указанная сложность приводит к снижению надежности комплекса ДПУ-АНПА.For example, the bottom mooring device for AUV “REMUS” carries out charging of the battery of the device using contact connectors. The device contains electric drives designed to move and seal the contacts of the terminals of the charging unit. After the device is included in the DPU, a complex sequence of operations is implemented that provides accurate fixation of the device and the connection of the electrical contacts of the DPU and AUV with the required sealing. The indicated complexity leads to a decrease in the reliability of the DPU-ANPA complex.

В донном причальном устройстве типа «Bluefin» проблема передачи электрической энергии на борт АНПА решается с помощью штанги со встроенным индуктором, вводимой в аппарат в приемные катушки, что позволяет передавать энергию индуктивным способом через морскую воду бесконтактно (рис. 10). При этом эффективность передачи мощности 416 Вт с берега составляет 48%. Приведенные значения свидетельствуют о недостатке системы зарядки аккумуляторной батареи АНПА при базировании аппарата на ДПУ и передаче электроэнергии с берега. Выполнение электрической связи ДПУ с берегом в виде протяженной линии сопровождается большими потерями, что ограничивает передаваемую мощность и приводит к увеличению времени зарядки аккумуляторной батареи АНПА. Этот недостаток становится более существенным для больших АНПА, у которых энергоемкость аккумуляторных батарей достигает единиц киловатт-часов. Это требует значительного увеличения времени зарядки и приводит к снижению эффективности использования АНПА для выполнения поставленной миссии.In the “Bluefin” type berth device, the problem of transferring electric energy to the AUV board is solved with the help of a rod with a built-in inductor introduced into the apparatus into receiving coils, which makes it possible to transfer energy inductively through sea water without contact (Fig. 10). At the same time, the efficiency of power transmission 416 W from the shore is 48%. The values given indicate a lack of an AUV battery charging system when the device is based on a power supply unit and electric power is transmitted from the shore. Fulfillment of electrical communication between the power supply unit and the shore in the form of an extended line is accompanied by large losses, which limits the transmitted power and leads to an increase in the charging time of the AUV battery. This drawback becomes more significant for large AUVs, in which the energy consumption of batteries reaches units of kilowatt hours. This requires a significant increase in charging time and leads to a decrease in the efficiency of using AUVs to accomplish the mission.

Известно также устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта от судовой сети переменного тока, наиболее близкое по технической сущности к заявляемому устройству (прототип) [Устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта. Патент РФ 2543507. Авт. Герасимов В.Α., Филоженко А.Ю., Чепурин П.И. Опубл. 10.03.2015, Бюл. №7].Also known is a device for charging a rechargeable battery of an underwater object from a marine alternating current network, the closest in technical essence to the claimed device (prototype) [Device for charging a rechargeable battery of an underwater object. RF patent 2543507. Auth. Gerasimov V.Α., Filozhenko A.Yu., Chepurin P.I. Publ. 03/10/2015, Bull. No. 7].

Известное устройство для зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта содержит первый управляемый и второй неуправляемый выпрямители, сглаживающий реактор, конденсатор, однофазный автономный инвертор повышенной частоты с блоком управления этим инвертором, отдельно выполненные первичную и вторичную обмотки трансформатора повышенной частоты, первый и второй измерительные преобразователи температуры, входы которых связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора и проводом первичной обмотки трансформатора повышенной частоты соответственно, а выходы измерительных преобразователей температуры соединены с входами блока управления автономным инвертором, блок управления зарядным током, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, выходы которых подключены на входы блока управления зарядным током, регулятор тока заряда, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления зарядным током, второй конденсатор, подключенный к входным зажимам регулятора тока заряда, измерительный преобразователь зарядного тока включен между первым выходным зажимом регулятора тока заряда и первым из двух выходных зажимов устройства, к которым подключены заряжаемая аккумуляторная батарея и входные зажимы измерительного преобразователя выходного напряжения устройства, второй выходной зажим регулятора тока заряда соединен со вторым выходным зажимом устройства через сглаживающий реактор, причем элементы устройства размещены в трех конструктивных блоках, где в первом конструктивном блоке, устанавливаемом на судне, находится управляемый выпрямитель напряжения, во втором конструктивном блоке, выполненном с возможностью погружения под воду, помещены конденсатор, однофазный автономный инвертор напряжения повышенной частоты с блоком управления инвертором, первый и второй измерительные преобразователи температуры, а также первичная обмотка трансформатора повышенной частоты, в третьем конструктивном блоке, устанавливаемом на подводном объекте, расположены вторичная обмотка трансформатора повышенной частоты, второй выпрямитель, второй конденсатор, регулятор тока заряда, сглаживающий реактор, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, а также блок управления зарядным током.The known device for charging a rechargeable battery of an underwater object contains a first controlled and second uncontrolled rectifiers, a smoothing reactor, a capacitor, a single-phase autonomous inverter of increased frequency with a control unit for this inverter, separately made primary and secondary windings of a transformer of increased frequency, the first and second temperature measuring transducers, inputs which are connected with the fuel elements of the autonomous inverter and the wire of the primary winding of the transformer is increased frequency, respectively, and the outputs of the temperature measuring transducers are connected to the inputs of the control unit of an autonomous inverter, the charging current control unit, the measuring transducers of the charging current and the output voltage of the device, the outputs of which are connected to the inputs of the charging current control unit, the charge current regulator, the control input of which is connected to the output of the charging current control unit, a second capacitor connected to the input terminals of the charge current regulator, a charge transducer a current is connected between the first output terminal of the charge current regulator and the first of the two output terminals of the device to which the rechargeable battery and the input terminals of the output voltage measuring transducer are connected, the second output terminal of the charge current regulator is connected to the second output terminal of the device through a smoothing reactor, and the elements the devices are located in three structural blocks, where in the first structural block mounted on the vessel there is a controlled rectifier In the second structural block, made with the possibility of immersion under water, a capacitor, a single-phase autonomous high-frequency voltage inverter with an inverter control unit, the first and second temperature measuring transducers, as well as the primary winding of the high-frequency transformer, are placed in the third structural block mounted on the underwater object, the secondary winding of the transformer of increased frequency, the second rectifier, the second capacitor, the charge current regulator, smoothing p actor, transducers charging current and voltage of the output device, and a charging current control unit.

Известное устройство имеет следующие недостатки. Второй конструктивный блок, который опускается под воду на глубину погружения подводного объекта, связан с судном кабелем. Поэтому на морском волнении вертикальные перемещения судна будут приводить к соответствующим изменениям глубины погружения второго конструктивного блока. Для создания условий для успешной и безопасной стыковки второго конструктивного блока с подводным объектом с целью зарядки аккумуляторных батарей последнего необходимо применять специальные спускоподъемные устройства с функцией стабилизации второго конструктивного блока на заданной глубине. Эти устройства сложные, имеют большие массу и габариты. Учитывая, что обеспечивающее судно подвержено еще и дрейфу, который за счет механической связи также передается на второй конструктивный блок и не компенсируется работой спускоподъемного механизма, можно сделать вывод о низкой надежности работы указанного комплекса в условиях морского волнения. Перерыв в работе и ожидание благоприятных погодных условий, соответствующих гарантированной точной и безопасной стыковке подводного объекта со вторым конструктивным блоком, снижает эффективность решения поставленных перед подводным объектом задач и приводит к значительным материальным издержкам. Кроме этого, в ряде случаев перед подводным объектом ставятся задачи, решаемые в ограниченном районе и при базировании подводного объекта на обеспечивающем судне, такие свойства как мобильность и неограниченный район работы здесь остаются невостребованными.The known device has the following disadvantages. The second structural unit, which is lowered under water to the depth of immersion of an underwater object, is connected to the vessel by cable. Therefore, on sea waves, the vertical movement of the vessel will lead to corresponding changes in the immersion depth of the second structural unit. To create conditions for a successful and safe docking of the second structural unit with an underwater object in order to charge the batteries of the latter, special tripping devices with the function of stabilizing the second structural unit at a given depth must be used. These devices are complex, have a large mass and dimensions. Considering that the supporting vessel is also subject to drift, which is also transmitted to the second structural unit due to mechanical communication and is not compensated by the operation of the hoisting mechanism, we can conclude that the reliability of this complex in low sea conditions is low. A break in work and the expectation of favorable weather conditions corresponding to the guaranteed accurate and safe docking of the underwater object with the second structural unit reduces the efficiency of solving the tasks set for the underwater object and leads to significant material costs. In addition, in some cases, the underwater object is assigned tasks that are solved in a limited area and when basing the underwater object on a supply vessel, such properties as mobility and an unlimited work area remain unclaimed here.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание устройства, обеспечивающего увеличение надежности зарядки аккумуляторной батареи подводного объекта, в частности автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА), и повышение его эксплуатационных показателей при базировании на стационарном объекте, установленном под водой на грунте, преимущественно на ДПУ.The problem to which the invention is directed, is to create a device that provides an increase in the reliability of charging the battery of an underwater object, in particular an autonomous uninhabited underwater vehicle (AUV), and an increase in its operational performance when based on a stationary object installed underwater on the ground, mainly on dpu.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для зарядки аккумуляторной батареи АНПА, содержащее однофазный автономный инвертор повышенной частоты с блоком управления этим инвертором, конденсатор, подсоединенный параллельно входу инвертора, отдельно выполненные первичную и вторичную обмотки трансформатора повышенной частоты, первый и второй измерительные преобразователи температуры, входы которых связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора и проводом первичной обмотки трансформатора повышенной частоты соответственно, а выходы измерительных преобразователей температуры соединены с входами блока управления автономным инвертором, причем выход блока управления инвертором подключен на управляющий вход инвертора, выпрямитель, сглаживающий реактор, блок управления зарядным током, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, выходы которых подключены на входы блока управления зарядным током, регулятор тока заряда, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления зарядным током, второй конденсатор, подключенный параллельно входным зажимам регулятора тока заряда, к которым подсоединены также выходные клеммы выпрямителя, измерительный преобразователь зарядного тока включен между первым выходным зажимом регулятора тока заряда и первым из двух выходных зажимов устройства, к которым подключены заряжаемая аккумуляторная батарея АНПА и входные зажимы измерительного преобразователя выходного напряжения, а второй выходной зажим регулятора тока заряда соединен со вторым выходным зажимом устройства через сглаживающий реактор, первичная обмотка трансформатора повышенной частоты подключена к выходу автономного инвертора, а вторичная обмотка этого трансформатора соединена с входом выпрямителя, причем элементы устройства размещены в трех отдельных конструктивных блоках, где во втором конструктивном блоке, выполненном с возможностью погружения под воду, помещены конденсатор, однофазный автономный инвертор с блоком управления инвертором, первый и второй измерительные преобразователи температуры, а также первичная обмотка трансформатора повышенной частоты, в третьем конструктивном блоке, устанавливаемом на АНПА, расположены вторичная обмотка трансформатора повышенной частоты, выпрямитель, второй конденсатор, регулятор тока заряда с блоком управления зарядным током, сглаживающий реактор, а также измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, дополнительно введены второй регулятор тока заряда со вторым блоком управления зарядным током, выход которого соединен с управляющим входом второго регулятора тока заряда, второй сглаживающий реактор, вторые измерительные преобразователи зарядного тока и напряжения, коммутатор, вторая аккумуляторная батарея, при этом первый выход второго регулятора тока заряда через второй измерительный преобразователь зарядного тока соединен с одним из двух входных выводов коммутатора, к которым подсоединен также второй измерительный преобразователь напряжения, а второй выход второго регулятора тока заряда соединен со вторым входным выводом коммутатора через второй сглаживающий реактор, выходные выводы коммутатора соединены с входными выводами второй аккумуляторной батареи, выходные выводы которой подключены к входу автономного инвертора, перечисленные дополнительно введенные элементы размещены во втором конструктивном блоке, кроме этого в устройство дополнительно введен первичный преобразователь энергии, который установлен в первый конструктивный блок, выполненный с возможностью погружения под воду, причем первый и второй конструктивные блоки размещаются под водой на стационарном объекте, установленном под водой на грунте, при этом выходные выводы первичного преобразователя энергии соединены с входными клеммами второго регулятора тока заряда, а вход первичного преобразователя энергии подключается кабелем к береговому источнику электроэнергии или первичный преобразователь энергии может содержать автономный источник электроэнергии в виде, например, радиоизотопного термоэлектрического генератора.This object is achieved by the fact that in the device for charging the battery AUV, containing a single-phase autonomous inverter of increased frequency with a control unit for this inverter, a capacitor connected in parallel with the inverter input, separately made primary and secondary windings of the transformer of increased frequency, the first and second temperature measuring transducers, the inputs of which are connected with the fuel elements of the autonomous inverter and the primary winding wire of the high frequency transformer accordingly, the outputs of the temperature measuring transducers are connected to the inputs of the control unit of an autonomous inverter, the output of the inverter control unit being connected to the control input of the inverter, a rectifier, a smoothing reactor, a charging current control unit, charge current and voltage output measuring devices of the device whose outputs are connected to the inputs the charge current control unit, the charge current regulator, the control input of which is connected to the output of the charge current control unit, the second a capacitor connected in parallel with the input terminals of the charge current regulator, to which the output terminals of the rectifier are also connected, a charge current measuring transducer is connected between the first output terminal of the charge current regulator and the first of the two output terminals of the device, to which the rechargeable battery of the AUV and the input terminals of the measuring transducer are connected output voltage, and the second output terminal of the charge current regulator is connected to the second output terminal of the device through a smoothing reactor p, the primary winding of the transformer of increased frequency is connected to the output of the autonomous inverter, and the secondary winding of this transformer is connected to the input of the rectifier, and the elements of the device are placed in three separate structural units, where a capacitor, single-phase, is placed in the second structural unit, made with the possibility of immersion under water autonomous inverter with an inverter control unit, the first and second temperature measuring transducers, as well as the primary winding of a high-frequency transformer , in the third structural unit installed on the AUV, there is a secondary winding of the high-frequency transformer, a rectifier, a second capacitor, a charge current regulator with a charge current control unit, a smoothing reactor, as well as charge current and voltage output measuring transducers of the device, a second current regulator is additionally introduced charge with a second charging current control unit, the output of which is connected to the control input of the second charge current regulator, the second smoothing reactor, the second charging current and voltage converters, a switch, a second battery, the first output of the second charge current regulator through a second charge current measuring transducer connected to one of two input terminals of the switch, to which a second voltage transducer is connected, and the second output of the second regulator charge current is connected to the second input terminal of the switch through a second smoothing reactor, the output terminals of the switch are connected to the input terminals of the second acc aumulator battery, the output terminals of which are connected to the input of a self-contained inverter, the listed additionally introduced elements are located in the second structural unit, in addition, the primary energy converter is additionally introduced into the device, which is installed in the first structural unit configured to be immersed in water, the first and second structural blocks are placed under water on a stationary object installed under water on the ground, while the output leads of the primary converter gies are connected to input terminals of the second charging current regulator, and a primary energy converter input is connected to the cable Shore power source or a primary energy converter may comprise an autonomous source of electrical power in the form of, for example, a radioisotope thermoelectric generator.

Выполнение функциональной задачи «увеличение надежности устройства для зарядки аккумуляторной батареи АНПА и повышение его эксплуатационных показателей» обеспечивается следующими отличительными признаками предлагаемого решения.The functional task "increasing the reliability of the device for charging the battery of the AUV and increasing its operational performance" is provided by the following distinctive features of the proposed solution.

Первый признак - «… в устройство для зарядки аккумуляторной батареи АНПА… введены второй регулятор тока заряда со вторым блоком управления зарядным током, выход которого соединен с управляющим входом второго регулятора тока заряда, второй сглаживающий реактор, вторые измерительные преобразователи зарядного тока и напряжения, коммутатор, вторая аккумуляторная батарея, выходные выводы которой подключены к входу автономного инвертора, при этом первый выход второго регулятора тока заряда через второй измерительный преобразователь зарядного тока соединен с одним из двух входных выводов коммутатора, к которым подсоединен также второй измерительный преобразователь напряжения, а второй выход второго регулятора тока заряда соединен со вторым входным выводом коммутатора через второй сглаживающий реактор, выходные выводы коммутатора соединены с входными выводами второй аккумуляторной батареи, выходные выводы которой подсоединены к входу автономного инвертора, перечисленные дополнительно введенные элементы размещены во втором конструктивном блоке» - обеспечивает зарядку аккумуляторных батарей АНПА зарядным током заданного значения за требуемый минимально возможный интервал времени, что способствует оперативности подготовки АНПА к выполнению заданной миссии, т.е. приводит к повышению эксплуатационных показателей АНПА.The first sign is “... a second charge current regulator with a second charging current control unit, the output of which is connected to the control input of the second charge current regulator, a second smoothing reactor, second charge and voltage transducers, a switch, is introduced into the device for charging the AUV battery ... the second battery, the output terminals of which are connected to the input of the autonomous inverter, while the first output of the second charge current controller through the second charge measuring transducer one current is connected to one of the two input terminals of the switch, to which a second voltage measuring transducer is also connected, and the second output of the second charge current controller is connected to the second input terminal of the switch through a second smoothing reactor, the output terminals of the switch are connected to the input terminals of the second battery, the output the conclusions of which are connected to the input of the autonomous inverter, the listed additionally introduced elements are located in the second structural unit ”- provides charge A set of rechargeable batteries of the AUV with a charging current of a given value for the required minimum possible time interval, which contributes to the efficiency of preparing the AUV to fulfill a given mission, i.e. leads to increased operational performance of AUV.

Второй признак - «… в устройство для зарядки аккумуляторной батареи АНПА… дополнительно введен первичный преобразователь энергии, который установлен в первый конструктивный блок, выполненный с возможностью погружения под воду, причем первый и второй конструктивные блоки размещаются под водой на стационарном объекте, установленном под водой на грунте, при этом выходные выводы первичного преобразователя энергии соединены с входными клеммами второго регулятора тока заряда, а вход первичного преобразователя энергии подключается кабелем к береговому источнику электроэнергии или первичный преобразователь энергии может содержать автономный источник электроэнергии в виде, например, радиоизотопного термоэлектрического генератора» - способствует надежной и точной стыковке контактных поверхностей первичного и вторичного трансформаторов повышенной частоты, расположенных во втором и третьем конструктивных блоках соответственно, вне зависимости от внешних возмущений в виде ветровых и волновых воздействий на эти конструктивные блоки, что приводит к увеличению надежности устройства для зарядки аккумуляторной батареи АНПА и повышению его эксплуатационных показателей при базировании на донном причальном устройстве.The second sign is “... in the device for charging the AUVA rechargeable battery ... an additional primary energy converter is introduced, which is installed in the first structural unit configured to be immersed in water, the first and second structural units being placed under water in a stationary facility installed under water on ground, while the output terminals of the primary energy converter are connected to the input terminals of the second charge current controller, and the cable is connected to the input of the primary energy converter m to the onshore source of energy or the primary energy converter may contain an autonomous source of electricity in the form, for example, of a radioisotope thermoelectric generator ”- promotes reliable and accurate joining of the contact surfaces of the primary and secondary transformers of increased frequency located in the second and third structural units, respectively, regardless of external disturbances in the form of wind and wave effects on these structural blocks, which leads to an increase in reliability These devices for charging the AUV battery and increasing its operational performance when based on the bottom berth device.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в следующем. Отличительные признаки предлагаемого решения обеспечивают надежную работу устройства для зарядки аккумуляторной батареи АНПА вне зависимости от внешних возмущающих воздействий в виде качки и дрейфа, приводящих к пространственным перемещениям первого и связанного с ним кабелем второго конструктивных блоков, что может приводить, в свою очередь, к неточному совмещению контактных поверхностей первичного и вторичного трансформаторов повышенной частоты и соответствующему нарушению процесса зарядки, причем в заявляемом устройстве обеспечивается выполнение процесса зарядки в требуемый интервал времени.The technical result that is achieved when solving the problem is expressed in the following. Distinctive features of the proposed solution ensure the reliable operation of the device for charging the AUV battery, regardless of the external disturbances in the form of pitching and drift, leading to spatial movements of the first and the second structural blocks connected with it, which can lead, in turn, to inaccurate alignment contact surfaces of the primary and secondary transformers of increased frequency and the corresponding violation of the charging process, and in the inventive device provides The charging process is completed at the required time interval.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков изобретения стало возможным решение поставленной задачи. Следовательно, заявленное изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем и пригодно для использования.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result, i.e. due to this combination of essential features of the invention, it became possible to solve the problem. Therefore, the claimed invention is new, has an inventive step and is suitable for use.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена функциональная схема устройства для зарядки аккумуляторной батареи АНПА.The invention is illustrated in the drawing, which shows a functional diagram of a device for charging an AUV battery.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи 1 АНПА 2 состоит из первого 3, второго 4 и третьего 5 конструктивных блоков.The device for charging the battery 1 of the AUV 2 consists of the first 3, second 4 and third 5 structural units.

В третьем конструктивном блоке 5, устанавливаемом на АНПА 2, расположены вторичная обмотка 6 трансформатора повышенной частоты, выпрямитель 7, второй конденсатор 8, регулятор 9 тока заряда с блоком 10 управления зарядным током, сглаживающий реактор 11, а также измерительные преобразователи 12 и 13 зарядного тока и выходного напряжения устройства соответственно.In the third structural unit 5, installed on the AUV 2, there are a secondary winding 6 of a high frequency transformer, a rectifier 7, a second capacitor 8, a charge current regulator 9 with a charge current control unit 10, a smoothing reactor 11, as well as charge current transducers 12 and 13 and the output voltage of the device, respectively.

Вторичная обмотка 6 трансформатора повышенной частоты через выпрямитель 7 подключена к входным выводам регулятора 9 тока заряда, куда подсоединен также второй конденсатор 8. Первый из двух выходных выводов регулятора 9 тока заряда подсоединен к первому выводу аккумуляторной батареи 1 через измерительный преобразователь 12 зарядного тока, а второй выходной вывод регулятора 9 тока заряда подсоединен к второму выводу аккумуляторной батареи 1 через сглаживающий реактор 11. К выводам аккумуляторной батареи 1 подключен также измерительный преобразователь 13 напряжения, выходы измерительного преобразователя 12 зарядного тока и измерительного преобразователя 13 напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами блока 10 управления зарядным током, выход которого подключен к управляющему входу регулятора 9 тока заряда.The secondary winding 6 of the high frequency transformer through a rectifier 7 is connected to the input terminals of the charge current controller 9, where the second capacitor 8 is also connected. The first of the two output terminals of the charge current controller 9 is connected to the first terminal of the battery 1 through the charge current transducer 12, and the second the output terminal of the charge current controller 9 is connected to the second terminal of the battery 1 through a smoothing reactor 11. A measuring transducer is also connected to the terminals of the battery 1 azovatel voltage 13, the transmitter 12 outputs the charging current and the measuring voltage converter 13 are respectively connected to first and second inputs of block 10 control the charging current, the output of which is connected to the control input of the controller 9 of the charging current.

Во втором конструктивном блоке 4, выполненном с возможностью работать под водой, помещены первичная обмотка 14 трансформатора повышенной частоты, первый 15 и второй 16 измерительные преобразователи температуры, автономный инвертор 17 с блоком 18 управления автономным инвертором 17, конденсатор 19, вторая аккумуляторная батарея 20, коммутатор 21, второй измерительный преобразователь 22 зарядного тока, второй измерительный преобразователь 23 напряжения, второй блок 24 управления зарядным током, второй сглаживающий реактор 25 и второй регулятор 26 тока заряда.In the second structural unit 4, configured to operate under water, the primary winding 14 of the high-frequency transformer, the first 15 and second 16 temperature measuring transducers, a stand-alone inverter 17 with a stand-alone inverter 17 control unit 17, a capacitor 19, a second battery 20, a switch are placed 21, a second charging current transducer 22, a second voltage transducer 23, a second charging current control unit 24, a second smoothing reactor 25 and a second current regulator 26 charge.

В первом конструктивном блоке 3, также выполненном с возможностью погружения под воду, установлен первичный преобразователь 27 энергии, при этом выходные выводы первичного преобразователя 27 энергии соединены с входными клеммами второго регулятора 26 тока заряда, а вход первичного преобразователя 27 энергии подключается кабелем к береговому источнику электроэнергии или первичный преобразователь энергии может содержать автономный источник электроэнергии в виде, например, радиоизотопного термоэлектрического генератора. Первый 3 и второй 4 конструктивные блоки размещаются на стационарном объекте 28, установленном под водой на грунте, преимущественно на ДПУ.In the first structural unit 3, also configured to be immersed in water, a primary energy converter 27 is installed, while the output terminals of the primary energy converter 27 are connected to the input terminals of the second charge current controller 26, and the input of the primary energy converter 27 is connected by cable to the on-shore power source or the primary energy converter may comprise an autonomous source of electricity in the form of, for example, a radioisotope thermoelectric generator. The first 3 and second 4 structural blocks are placed on a stationary object 28, installed under water on the ground, mainly on the DPU.

Первый выходной вывод второго регулятора 26 тока заряда через второй измерительный преобразователь 22 зарядного тока соединен с первой из двух входных клемм коммутатора 21, к которым также подсоединен второй измерительный преобразователь 23 напряжения, а второй выходной вывод второго регулятора 26 тока заряда подсоединен к второй входной клемме коммутатора 21 через второй сглаживающий реактор 25. Выходные N выводов коммутатора 21 соединены с N входными выводами второй аккумуляторной батареи 20, выходные выводы которой подсоединены к входу автономного инвертора 17.The first output terminal of the second charge current controller 26 is connected through the second charge current measuring transducer 22 to the first of two input terminals of the switch 21, to which the second voltage measuring transducer 23 is also connected, and the second output terminal of the second charge current regulator 26 is connected to the second input terminal of the switch 21 through the second smoothing reactor 25. The output N terminals of the switch 21 are connected to the N input terminals of the second battery 20, the output terminals of which are connected to the input of the car Nominal inverter 17.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи 1 АНПА 2 работает следующим образом. Для осуществления зарядки совмещаются контактные поверхности первичной 14 и вторичной 6 обмоток трансформатора повышенной частоты. Передача электрической энергии происходит за счет магнитной связи между этими обмотками, и эффективность передачи энергии будет тем больше, чем меньше расстояние между стыковочными поверхностями и чем точнее совпадают оси обмоток трансформатора. Необходимое приведение АНПА 2 с помещенным в нем третьим конструктивным блоком 3 к второму конструктивному блоку 4, расположенному на стационарном объекте 28, установленном под водой на грунте, выполняется известными методами с обеспечением их взаимной фиксации [Илларионов Г.Ю., Сиденко К.С., Угроза из глубины: XXI век. - Хабаровск: КГУП «Хабаровская краевая типография», 2011. - 304 с.: ил. (стр. 236-245)].The device for charging the battery 1 of the AUV 2 is as follows. For charging, the contact surfaces of the primary 14 and secondary 6 windings of the transformer of increased frequency are combined. The transmission of electrical energy occurs due to the magnetic coupling between these windings, and the energy transfer efficiency will be the greater, the smaller the distance between the connecting surfaces and the more precisely the axis of the transformer windings coincide. The necessary reduction of AUV 2 with the third structural block 3 placed in it to the second structural block 4 located on a stationary object 28, installed under water on the ground, is carried out by known methods to ensure their mutual fixation [Illarionov G.Yu., Sidenko K.S. , A threat from the depths: XXI century. - Khabarovsk: State Unitary Enterprise "Khabarovsk Regional Printing House", 2011. - 304 p .: ill. (p. 236-245)].

Аккумуляторная батарея современных АНПА собирается, как правило, на основе литий-ионных аккумуляторов. Зарядка таких батарей обычно осуществляется током IЗ, значение которого в амперах численно равно емкости батареи в ампер-часах. Этот режим сочетает достаточно малое время зарядки, т.е. оперативную подготовку АНПА к выполнению своих задач, с получением высоких энергетических характеристик полностью заряженной аккумуляторной батареи. Время быстрого заряда составляет, в среднем, tЗ=3 часа. Таким образом, для аккумуляторной батареи АНПА емкостью, например, С=150 А⋅ч и номинальным напряжением полного заряда примерно U=60 В необходимая для заряда электрическая энергия составит Ε=IЗ⋅U⋅tЗ=150⋅60⋅3=27 кВт⋅ч с возможностью отдачи этой энергии за требуемое время tЗ=3 часа. Приведенный пример соответствует использованию в АНПА литий-ионной аккумуляторной батареи типа 14ЛИКГП-150С.The rechargeable battery of modern AUVs is assembled, as a rule, based on lithium-ion batteries. Charging of such batteries is usually carried out by a current I З , the value of which in amperes is numerically equal to the battery capacity in ampere-hours. This mode combines a fairly short charging time, i.e. operational preparation of the AUV to carry out its tasks, with obtaining high energy characteristics of a fully charged battery. The fast charge time is, on average, t W = 3 hours. Thus, for an AUV battery with a capacity of, for example, C = 150 A⋅h and a nominal full charge voltage of approximately U = 60 V, the electric energy required for the charge will be Ε = I З ⋅U⋅t З = 150⋅60⋅3 = 27 kW⋅h with the possibility of returning this energy in the required time t З = 3 hours. The given example corresponds to the use in the AUV of a lithium-ion battery type 14LIKGP-150S.

Вместе с тем, при использовании в устройстве для зарядки аккумуляторной батареи автономного источника электроэнергии в виде радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ) экономически и технически оправданным будет применение такого генератора с электрической мощностью порядка сотен ватт [http://security-corp.org/space/21371-riteg-prozaiclmye-teplo-i-elektrichestvo-dlya-kosmicheskih-apparatov.html]. По очевидным причинам подобную проблему, обусловленную ограничениями на значение передаваемой мощности, вносит и применение для электроснабжения устройства кабельного питания с берега с использованием длинной электрической линии. Следовательно, в устройстве должно выполняться накопление электроэнергии в течение сравнительно продолжительного промежутка времени, чтобы впоследствии в нужный момент использовать накопленную электроэнергию для зарядки аккумуляторных батарей АНПА за требуемое короткое время. Это свойство достигается за счет применения в заявляемом устройстве второй аккумуляторной батареи 20.At the same time, when using an autonomous electric power source in the form of a radioisotope thermoelectric generator (RTG) in a device for charging a battery, it will be economically and technically justified to use such a generator with an electric power of the order of hundreds of watts [ http://security-corp.org/space/ 21371-riteg- prozaiclmye-teplo-i-elektrichestvo-dlya-kosmicheskih-apparatov.html]. For obvious reasons, a similar problem, caused by restrictions on the value of the transmitted power, is also introduced by the use of cable power devices from the shore for electric power supply using a long electric line. Therefore, the device must carry out the accumulation of electricity for a relatively long period of time, so that subsequently at the right time to use the accumulated electricity to charge the batteries of the AUV for the required short time. This property is achieved through the use in the inventive device of the second battery 20.

В течение времени, когда АНПА 2 с заряженной батареей 1 отсоединен от второго конструктивного блока 4 и оправлен для выполнения заданной миссии, осуществляется зарядка второй аккумуляторной батареи 20.During the time when the AUV 2 with a charged battery 1 is disconnected from the second structural unit 4 and sent to fulfill a given mission, the second battery 20 is charged.

Напряжение с выхода первичного преобразователя 27 энергии поступает на вход второго регулятора 26 тока заряда, который выполняет необходимое регулирование за счет широтно-импульсной модуляции напряжения на своем выходе с использованием сигналов обратных связей по току заряда аккумуляторной батареи 20 (сигнал с выхода измерительного преобразователя 22) и по выходному напряжению устройства (сигнал с выхода измерительного преобразователя 23). Реактор 25 сглаживает пульсации тока заряда аккумуляторной батареи 20 до допустимого уровня.The voltage from the output of the primary energy converter 27 is supplied to the input of the second charge current controller 26, which performs the necessary regulation due to pulse-width modulation of the voltage at its output using feedback signals for the charge current of the battery 20 (signal from the output of the measuring transducer 22) and the output voltage of the device (signal from the output of the transducer 23). The reactor 25 smoothes the ripple of the charge current of the battery 20 to an acceptable level.

Алгоритм работы блока 24 управления зарядным током обеспечивает заряд аккумуляторной батареи 20 в соответствии с требованиями, предъявляемыми к этому процессу применительно к конкретному типу батареи. Например, для заряда литий-ионных аккумуляторных батарей заряд должен выполняться в два этапа. Первый этап - поддержание постоянства зарядного тока. Когда напряжение батареи, увеличивающееся по мере заряда, достигает заданного номинального значения, процесс заряда переходит на второй этап. На этом этапе регулятор 26 тока заряда поддерживает неизменным заданное номинальное значение напряжения аккумуляторной батареи при уменьшающемся зарядном токе с последующим отключением процесса заряда при падении тока заряда до определенного минимального значения (например, 10% от номинального тока).The operation algorithm of the charging current control unit 24 provides charging of the battery 20 in accordance with the requirements of this process with respect to a specific type of battery. For example, to charge lithium-ion batteries, the charge must be performed in two stages. The first stage is maintaining a constant charging current. When the battery voltage, increasing as the charge reaches a predetermined nominal value, the charging process proceeds to the second stage. At this stage, the charge current controller 26 maintains a predetermined nominal voltage value of the battery with a decreasing charging current, followed by a shutdown of the charging process when the charge current drops to a certain minimum value (for example, 10% of the rated current).

Указанный процесс обеспечивается работой взаимосвязанных компонентов второго конструктивного блока 4, представляющих собой локальную замкнутую систему автоматического регулирования с обратными связями по току заряда и по выходному напряжению устройства.The specified process is ensured by the operation of interconnected components of the second structural unit 4, which is a local closed system of automatic control with feedback on the charge current and the output voltage of the device.

Ток зарядки с выхода регулятора 26 подводится к входным выводам аккумуляторной батареи 20 через коммутатор 21, который представляет собой набор ключей с встроенным контроллерным управлением. Коммутатор 21 имеет N выходных выводов и обеспечивает последовательное подключение на зарядку TV отдельных секций аккумуляторной батареи 20 таким образом, что по мере выполнения полной зарядки каждой секции осуществляется полный заряд всей аккумуляторной батареи 20 с требуемыми значениями напряжения и накопленной энергией от источника питания с ограниченными значениями напряжения и электрической энергии. После окончания зарядки батареи 20, устройство готово к выполнению зарядки аккумуляторной батареи 1 АНПА 2.The charging current from the output of the regulator 26 is supplied to the input terminals of the battery 20 through the switch 21, which is a set of keys with integrated controller control. The switch 21 has N output terminals and provides a series connection to the TV charging of individual sections of the battery 20 so that as each section is fully charged, the entire battery 20 is fully charged with the required voltage values and the stored energy from the power source with limited voltage values and electrical energy. After charging the battery 20, the device is ready to charge the battery 1 of the AUV 2.

После приведения АНПА 2 к второму конструктивному блоку 4 и совмещения стыковочных поверхностей первичной 14 и вторичной 6 обмоток высокочастотного трансформатора возможна бесконтактная передача электрической энергии от аккумуляторной батареи 20 на борт АНПА 2 для зарядки его аккумуляторной батареи 1. Для осуществления этого процесса включается в работу автономный инвертор 17, который под действием сигнала с выхода блока 18 управления инвертором вырабатывает знакопеременные импульсы напряжения с коэффициентом заполнения, близким к единице (из полного интервала управления 180 электрических градусов исключается некоторая малая величина «мертвого времени»), которые поступают на первичную обмотку 14 трансформатора и трансформируются на вторичную обмотку 6. При этом эффективность передачи энергии равна максимально возможной для конкретного взаимного расположения первичной и вторичной обмоток трансформатора повышенной частоты.After bringing the AUV 2 to the second structural unit 4 and combining the connecting surfaces of the primary 14 and 6 secondary windings of the high-frequency transformer, it is possible to contactlessly transfer electric energy from the battery 20 to the board of the AUV 2 to charge its battery 1. An autonomous inverter is switched on to carry out this process 17, which, under the action of a signal from the output of the inverter control unit 18, generates alternating voltage pulses with a duty ratio close to unity e (some small amount of "dead time" is excluded from the full control interval of 180 electrical degrees), which are supplied to the primary winding 14 of the transformer and transformed to the secondary winding 6. In this case, the energy transfer efficiency is equal to the maximum possible for a specific relative arrangement of the primary and secondary windings of the transformer increased frequency.

Напряжение вторичной обмотки 6 трансформатора повышенной частоты через выпрямитель 7 поступает на вход регулятора 9. Параллельно входу регулятора 9 подключен второй конденсатор 8, который сглаживает пульсации напряжения на выходе выпрямителя 7. Выбранное соотношение между витками первичной 14 и вторичной 6 обмоток обеспечивает определенную амплитуду напряжения на вторичной обмотке 6 и, соответственно, практически такую же величину максимального напряжения на выходе регулятора 9 зарядного тока, которое необходимо иметь для полного заряда аккумуляторной батареи 1.The voltage of the secondary winding 6 of the high frequency transformer through the rectifier 7 is fed to the input of the regulator 9. Parallel to the input of the regulator 9 is connected a second capacitor 8, which smoothes the voltage ripple at the output of the rectifier 7. The selected ratio between the turns of the primary 14 and secondary 6 windings provides a certain amplitude of the voltage at the secondary winding 6 and, accordingly, almost the same value of the maximum voltage at the output of the charge current regulator 9, which must be present for a full charge battery 1.

Алгоритм работы блока 10 управления зарядным током, являющийся аналогичным алгоритму работы блока 24, обеспечивает заряд аккумуляторной батареи 1. Здесь также осуществляется заряд литий-ионных аккумуляторных батарей в два этапа: первый этап - поддержание постоянства зарядного тока и второй этап - поддержание неизменным заданного номинального значения напряжения аккумуляторной батареи при уменьшающемся зарядном токе с последующим отключением процесса заряда при падении тока заряда до определенного минимального значения (например, 10% от номинального тока).The operation algorithm of the charging current control unit 10, which is similar to the operation algorithm of the unit 24, provides a charge for the battery 1. Here, the lithium-ion batteries are also charged in two stages: the first stage is to maintain a constant charging current and the second stage to maintain a constant nominal value the battery voltage with a decreasing charging current, followed by a shutdown of the charging process when the charge current drops to a certain minimum value (for example, 10% of rated current).

Указанный процесс обеспечивается работой взаимосвязанных компонентов третьего конструктивного блока 5, представляющих собой локальную замкнутую систему автоматического регулирования с обратными связями по току заряда и по выходному напряжению устройства.This process is ensured by the operation of interconnected components of the third structural unit 5, which is a local closed-loop automatic control system with feedback on the charge current and the output voltage of the device.

Измерительные преобразователи температуры 15 и 16, входы которых связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора 17 и проводом первичной обмотки 14 трансформатора повышенной частоты служат для ограничения тепловых нагрузок на указанные тепловыделяющие элементы. Эти перегрузки могут возникать при чрезмерном увеличении выходного тока инвертора 17 в случае неточного совмещения стыковочных поверхностей первичной 14 и вторичной 6 обмоток трансформатора или ухудшении условий охлаждения в месте расположения второго конструктивного блока 4. Выходы преобразователей температуры 15 и 16 соединены с входами блока 18 управления автономным инвертором. Алгоритм работы блока 18 обеспечивает изменение скважности импульсов управления автономным инвертором 17 таким образом, чтобы уменьшить ток инвертора и ограничить нагрев указанных тепловыделяющих элементов на допустимом уровне.Temperature measuring transducers 15 and 16, the inputs of which are connected to the fuel elements of the autonomous inverter 17 and the primary winding wire 14 of the high frequency transformer, serve to limit the thermal loads on these fuel elements. These overloads can occur when the output current of the inverter 17 increases excessively if the connecting surfaces of the primary 14 and secondary 6 of the transformer windings are inaccurate or the cooling conditions deteriorate at the location of the second structural unit 4. The outputs of the temperature converters 15 and 16 are connected to the inputs of the autonomous inverter control unit 18 . The operation algorithm of block 18 provides a change in the duty cycle of the control pulses of the autonomous inverter 17 in such a way as to reduce the inverter current and limit the heating of these fuel elements to an acceptable level.

Claims (3)

1. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи АНПА, содержащее однофазный автономный инвертор повышенной частоты с блоком управления этим инвертором, конденсатор, подсоединенный параллельно входу инвертора, отдельно выполненные первичную и вторичную обмотки трансформатора повышенной частоты, первый и второй измерительные преобразователи температуры, входы которых связаны с тепловыделяющими элементами автономного инвертора и проводом первичной обмотки трансформатора повышенной частоты соответственно, а выходы измерительных преобразователей температуры соединены с входами блока управления автономным инвертором, причем выход блока управления инвертором подключен на управляющий вход инвертора, выпрямитель, сглаживающий реактор, блок управления зарядным током, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, выходы которых подключены на входы блока управления зарядным током, регулятор тока заряда, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления зарядным током, второй конденсатор, подключенный параллельно входным зажимам регулятора тока заряда, к которым подсоединены также выходные клеммы выпрямителя, при этом измерительный преобразователь зарядного тока включен между первым выходным зажимом регулятора тока заряда и первым из двух выходных зажимов устройства, к которым подключены заряжаемая аккумуляторная батарея АНПА и входные зажимы измерительного преобразователя выходного напряжения, а второй выходной зажим регулятора тока заряда соединен со вторым выходным зажимом устройства через сглаживающий реактор, первичная обмотка трансформатора повышенной частоты подключена к выходу автономного инвертора, а вторичная обмотка этого трансформатора соединена с входом выпрямителя, причем элементы устройства размещены в трех отдельных конструктивных блоках, где во втором конструктивном блоке, выполненном с возможностью погружения под воду, помещены конденсатор, однофазный автономный инвертор с блоком управления инвертором, первый и второй измерительные преобразователи температуры, а также первичная обмотка трансформатора повышенной частоты, в третьем конструктивном блоке, устанавливаемом на АНПА, расположены вторичная обмотка трансформатора повышенной частоты, выпрямитель, второй конденсатор, регулятор тока заряда с блоком управления зарядным током, сглаживающий реактор, измерительные преобразователи зарядного тока и выходного напряжения устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены второй регулятор тока заряда со вторым блоком управления зарядным током, выход которого соединен с управляющим входом второго регулятора тока заряда, второй сглаживающий реактор, вторые измерительные преобразователи зарядного тока и напряжения, коммутатор, вторая аккумуляторная батарея, при этом первый выход второго регулятора тока заряда через второй измерительный преобразователь зарядного тока соединен с одним из двух входных выводов коммутатора, к которым подсоединен также второй измерительный преобразователь напряжения, а второй выход второго регулятора тока заряда соединен со вторым входным выводом коммутатора через второй сглаживающий реактор, выходные выводы коммутатора соединены с входными выводами второй аккумуляторной батареи, выходные выводы которой подключены к входу автономного инвертора, перечисленные дополнительно введенные элементы размещены во втором конструктивном блоке, кроме этого в устройство дополнительно введен первичный преобразователь энергии, который установлен в первый конструктивный блок, выполненный с возможностью погружения под воду, причем первый и второй конструктивные блоки размещаются под водой на стационарном объекте, установленном под водой на грунте, при этом выходные выводы первичного преобразователя энергии соединены с входными клеммами второго регулятора тока заряда, а вход первичного преобразователя энергии подключается кабелем к береговому источнику электроэнергии.1. A device for charging an AUV battery, comprising a single-phase autonomous inverter of increased frequency with a control unit for this inverter, a capacitor connected in parallel to the inverter input, separately made primary and secondary windings of the transformer of increased frequency, the first and second temperature measuring transducers, the inputs of which are connected to the fuel elements of an autonomous inverter and a wire of the primary winding of a transformer of increased frequency, respectively, and the outputs of the measuring temperature generators are connected to the inputs of the control unit of an autonomous inverter, and the output of the inverter control unit is connected to the control input of the inverter, a rectifier, a smoothing reactor, a charge current control unit, charge current and voltage output measuring devices of the device, the outputs of which are connected to the inputs of the charge current control unit, charge current regulator, the control input of which is connected to the output of the charging current control unit, a second capacitor connected in parallel to the input charge terminals of the charge current regulator, to which the output terminals of the rectifier are also connected, while the charge current measuring transducer is connected between the first output terminal of the charge current regulator and the first of the two output terminals of the device, to which the rechargeable battery of the AUV and the input terminals of the output voltage measuring transducer are connected and the second output terminal of the charge current regulator is connected to the second output terminal of the device through a smoothing reactor, the primary winding of the transformer An ora of increased frequency is connected to the output of the autonomous inverter, and the secondary winding of this transformer is connected to the input of the rectifier, and the device elements are located in three separate structural units, where a capacitor, a single-phase autonomous inverter with a block, is placed in the second structural unit, made with the possibility of immersion under water inverter control, the first and second temperature measuring transducers, as well as the primary winding of the high-frequency transformer, in the third structural unit, installed on the AUV, there are a secondary winding of a high-frequency transformer, a rectifier, a second capacitor, a charge current regulator with a charging current control unit, a smoothing reactor, measuring transducers of the charging current and output voltage of the device, characterized in that a second charge current regulator with the second control unit of the charging current, the output of which is connected to the control input of the second regulator of the charge current, the second smoothing reactor, the second measuring charge and current converters, a switch, a second battery, the first output of the second charge current regulator through a second charge current measuring transducer connected to one of two input terminals of the switch, to which a second voltage transducer is connected, and the second output of the second current regulator the charge is connected to the second input terminal of the switch through the second smoothing reactor, the output terminals of the switch are connected to the input terminals of the second battery batteries, the output terminals of which are connected to the input of the autonomous inverter, the listed additionally introduced elements are placed in the second structural unit, in addition to this, the primary energy converter is additionally inserted into the device, which is installed in the first structural unit, which is capable of immersion under water, the first and second constructive blocks are placed under water on a stationary object installed under water on the ground, while the output terminals of the primary energy converter are connected They are connected with the input terminals of the second charge current regulator, and the input of the primary energy converter is connected by cable to the shore source of electricity. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первичный преобразователь энергии содержит автономный источник электроэнергии в виде, например, радиоизотопного термоэлектрического генератора.2. The device according to claim 1, characterized in that the primary energy converter comprises an autonomous source of electricity in the form, for example, of a radioisotope thermoelectric generator. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве стационарно установленного под водой на грунте объекта, на котором размещаются первый и второй конструктивные блоки устройства, используется преимущественно донное причальное устройство для автономного необитаемого подводного аппарата.3. The device according to p. 1, characterized in that as the object permanently installed underwater on the ground, on which the first and second structural units of the device are located, a bottom mooring device for an autonomous uninhabited underwater vehicle is used.
RU2015157293A 2015-12-30 2015-12-30 Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device RU2611068C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157293A RU2611068C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157293A RU2611068C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2611068C1 true RU2611068C1 (en) 2017-02-21

Family

ID=58458822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015157293A RU2611068C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2611068C1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176819U1 (en) * 2017-05-24 2018-01-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) POWER INSTALLATION OF A TELEO-CONTROLLED UNABILABLE UNDERWATER UNIT
RU181232U1 (en) * 2017-09-11 2018-07-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) DEVICE FOR CONTACTLESS CHARGING OF POWER SUPPLY OF AUTONOMOUS UNDERWATER UNDERWATER OBJECT
RU2669198C1 (en) * 2017-12-18 2018-10-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Autonomous underwater object storage battery charging device
CN109904874A (en) * 2019-04-04 2019-06-18 中国地质大学（北京） A kind of long-range transmission & distribution method for electrically of ocean controllable source electromagnetism superhigh voltage DC
RU2693536C1 (en) * 2018-12-11 2019-07-03 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория подводной связи и навигации" Method and system for wireless transmission of energy and information
CN110194066A (en) * 2019-05-23 2019-09-03 东南大学 A kind of autonomous submariner device fast charge method based on direct-drive wave power generation system and full-bridge resonance inverter
CN110289661A (en) * 2019-07-24 2019-09-27 郑州轻工业学院 The power-supplying circuit of underwater electronic device battery
RU201100U1 (en) * 2020-02-26 2020-11-26 Общество с ограниченной ответственностью "РД-ХЕЛИ" MOBILE DC CHARGING STATION FOR FAST CHARGING OF ELECTRIC VEHICLES
RU2742041C1 (en) * 2019-10-15 2021-02-02 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Method of operation of thermoelectric generator and device for its implementation
RU2750550C1 (en) * 2020-08-06 2021-06-29 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" System of guidance of autonomous underwater vehicle to bottom mooring device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859524A (en) * 1996-06-21 1999-01-12 U.S. Philips Corporation Power supply system for an apparatus with rechargeable batteries, and power supply unit and apparatus for such a power supply system
RU2401496C1 (en) * 2009-06-25 2010-10-10 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПМТ ДВО РАН) Device for charging accumulator battery of underwater facility
RU2543507C1 (en) * 2013-08-27 2015-03-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Device for charging accumulator battery of underwater facility

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859524A (en) * 1996-06-21 1999-01-12 U.S. Philips Corporation Power supply system for an apparatus with rechargeable batteries, and power supply unit and apparatus for such a power supply system
RU2401496C1 (en) * 2009-06-25 2010-10-10 Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (статус государственного учреждения) (ИПМТ ДВО РАН) Device for charging accumulator battery of underwater facility
RU2543507C1 (en) * 2013-08-27 2015-03-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Device for charging accumulator battery of underwater facility

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU176819U1 (en) * 2017-05-24 2018-01-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) POWER INSTALLATION OF A TELEO-CONTROLLED UNABILABLE UNDERWATER UNIT
RU181232U1 (en) * 2017-09-11 2018-07-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) DEVICE FOR CONTACTLESS CHARGING OF POWER SUPPLY OF AUTONOMOUS UNDERWATER UNDERWATER OBJECT
RU2669198C1 (en) * 2017-12-18 2018-10-09 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) Autonomous underwater object storage battery charging device
RU2693536C1 (en) * 2018-12-11 2019-07-03 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория подводной связи и навигации" Method and system for wireless transmission of energy and information
WO2020122764A1 (en) * 2018-12-11 2020-06-18 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория подводной связи и навигации" Method and system for wirelessly transmitting energy and information
CN109904874A (en) * 2019-04-04 2019-06-18 中国地质大学（北京） A kind of long-range transmission & distribution method for electrically of ocean controllable source electromagnetism superhigh voltage DC
CN110194066A (en) * 2019-05-23 2019-09-03 东南大学 A kind of autonomous submariner device fast charge method based on direct-drive wave power generation system and full-bridge resonance inverter
CN110289661A (en) * 2019-07-24 2019-09-27 郑州轻工业学院 The power-supplying circuit of underwater electronic device battery
RU2742041C1 (en) * 2019-10-15 2021-02-02 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Method of operation of thermoelectric generator and device for its implementation
RU201100U1 (en) * 2020-02-26 2020-11-26 Общество с ограниченной ответственностью "РД-ХЕЛИ" MOBILE DC CHARGING STATION FOR FAST CHARGING OF ELECTRIC VEHICLES
RU2750550C1 (en) * 2020-08-06 2021-06-29 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" System of guidance of autonomous underwater vehicle to bottom mooring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2611068C1 (en) Autonomous unmanned underwater object storage battery charging device
Teeneti et al. Review of wireless charging systems for autonomous underwater vehicles
US9839160B2 (en) Water-based computing system
Hayslett et al. Underwater wireless power transfer for ocean system applications
RU2401496C1 (en) Device for charging accumulator battery of underwater facility
KR20200003809A (en) Electric Charging System And Method
Karimi et al. Evaluation of energy transfer efficiency for shore-to-ship fast charging systems
Sanborn et al. Standards and methods of power control for variable power bidirectional wireless power transfer
US11038373B2 (en) Power transmission system including power transmitter apparatus, power receiver apparatus, or power transmitter and receiver apparatus easily attachable and detachable to/from transmission path
RU2543507C1 (en) Device for charging accumulator battery of underwater facility
Xu et al. Design and analysis of inductively coupled power transfer system on mooring buoy with double ultracapacitor chargers using indirect control
Qazi et al. Powering maritime: Challenges and prospects in ship electrification
RU2669198C1 (en) Autonomous underwater object storage battery charging device
Manikandan et al. Design and development of contactless battery charger for underwater vehicles
EP3902743B1 (en) An energy management system and method of a rov
Lin et al. Design of bidirectional power converters coupled with coils for wireless charging of AUV docking systems
Lin et al. Underwater docking system with bidirectional wireless power transmission capability
Sang et al. Bidirectional inductive underwater wireless power transfer converter with variable structure
RU2564199C1 (en) Device for contactless transmission of electric power to underwater object
Lin et al. Construction of contactless power feeding system for ocean buoy
RU2603852C1 (en) Device for underwater object storage battery charging
RU2602078C1 (en) Device for underwater object storage battery charging
RU163748U1 (en) DC POWER TRANSMISSION DEVICE TO A CONTROLLED UNMOBILE UNDERABLE UNDERWATER UNIT
Nilsen Wireless charging of offshore wind service vessels
Liu et al. Development of a Wireless Charging System based on LLC Resonant Converter for Underwater Drone

Legal Events

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

Effective date: 20191231