RU2635897C1 - Electrical simulator of storage battery with current and voltage protection and protection device for electrical simulator of storage battery - Google Patents

Electrical simulator of storage battery with current and voltage protection and protection device for electrical simulator of storage battery Download PDF

Info

Publication number
RU2635897C1
RU2635897C1 RU2016148982A RU2016148982A RU2635897C1 RU 2635897 C1 RU2635897 C1 RU 2635897C1 RU 2016148982 A RU2016148982 A RU 2016148982A RU 2016148982 A RU2016148982 A RU 2016148982A RU 2635897 C1 RU2635897 C1 RU 2635897C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
protection
comparator
voltage
Prior art date
Application number
RU2016148982A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Енис Аврумович Мизрах
Дмитрий Константинович Лобанов
Даниил Николаевич Пойманов
Роман Владимирович Балакирев
Евгений Алексеевич Копылов
Николай Владимирович Штабель
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
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 образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Priority to RU2016148982A priority Critical patent/RU2635897C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2635897C1 publication Critical patent/RU2635897C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06G—ANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/48—Analogue computers for specific processes, systems or devices, e.g. simulators
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06G—ANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: simulator contains: input terminals of the power supply, connected to the industrial AC power network, a converter, an inverter, a two-directional pulse converter, a switch, terminals for connecting the charger of the tested equipment, an adjustable continuous power amplifier, a control computer, and a protection device. The current and voltage protection device contains protection comparators; delay devices; a protection reset register. Each protection comparator contains a protection parameter stetting register, an analogue-to-digital converter, a digital comparator. Each delay device contains a protection time setting register, a counter with a pre-setting, a protection conjunctor.
EFFECT: increase of energy efficiency in the simulated storage battery charge mode and maintaining the efficiency of the simulator in emergency shutdown of an industrial AC power network.
4 cl, 3 dwg

Description

Электрический имитатор аккумуляторной батареи (ЭИАБ) с защитой по току и напряжению и устройство защиты электрического имитатора аккумуляторной батареи относятся к преобразовательной технике, предназначены для имитации характеристик аккумуляторных батарей (АБ) и могут быть использованы при испытаниях систем электропитания и аппаратуры автономных объектов, в состав которых входит аккумуляторная батарея, работающая в режиме заряда и разряда.An electric battery simulator (EIAB) with current and voltage protection and a device for protecting an electric battery simulator belong to the converter technology, designed to simulate the characteristics of batteries (AB) and can be used in testing power systems and equipment of autonomous objects, which include Includes rechargeable battery operating in charge and discharge mode.

Известен электрический имитатор аккумуляторной батареи [патент RU 73102, МПК G06G 7/63], содержащий канал имитации заряда, канал имитации разряда, управляющую ЭВМ. В режиме имитации заряда осуществляется рекуперация избыточной электроэнергии в промышленную сеть переменного напряжения. Недостатками такого устройства являются: а) сложность устройства из-за наличия двух раздельных каналов имитации заряда и разряда аккумуляторной батареи, из-за необходимости применения в режиме имитации заряда специального инвертора, ведомого сетью, и средств подавления высокочастотных пульсаций для рекуперации избыточной электроэнергии в промышленную сеть переменного напряжения, б) в каналах имитации заряда разряда применяется многократное преобразование электроэнергии, что ухудшает эксплуатационные свойства устройства, вследствие уменьшения коэффициента использования энергии и ограниченного быстродействия, что не позволяет воспроизводить импедансные характеристики аккумуляторной батареи в области высоких частот, т.к. все преобразователи являются импульсными преобразователями, как известно, имеющими более узкую полосу пропускания, по сравнению с непрерывными усилителями, в) низкая надежность вследствие отсутствия защиты, как самого устройства, так и испытываемого оборудования от повышенных значений выходного тока и напряжения. Для электропитания современных испытательных комплексов автономных объектов широко применяются источники бесперебойного питания. Однако, при аварийном отключении промышленной сети, даже при использовании такого источника, рекуперация становится невозможной, что может привести к аварийной ситуации и требует прекращения испытаний.Known electrical battery simulator [patent RU 73102, IPC G06G 7/63] containing a charge simulation channel, a discharge simulation channel, a control computer. In charge simulation mode, excess electricity is recovered to an industrial AC voltage network. The disadvantages of such a device are: a) the complexity of the device due to the presence of two separate channels for simulating the charge and discharge of the battery, because of the need to use a special inverter driven by the network in the simulation mode of charge and means for suppressing high-frequency ripples to recover excess electricity into the industrial network AC voltage, b) in the channels simulating the charge of the discharge, multiple conversion of electricity is used, which affects the operational properties of the device, due to e reduction ratio of energy use and limited speed, which does not reproduce the impedance characteristics of the battery at high frequencies, since all converters are pulse converters, as is known, having a narrower bandwidth than continuous amplifiers, c) low reliability due to the lack of protection of both the device itself and the equipment under test from increased values of the output current and voltage. Uninterruptible power supplies are widely used for powering modern test complexes of autonomous facilities. However, in the event of an emergency shutdown of the industrial network, even when using such a source, recovery becomes impossible, which can lead to an emergency and requires termination of the tests.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования аккумуляторной батареи [патент SU 1509949, МПК G06G 7/48], содержащее источник электропитания постоянного тока, первый усилитель-сумматор, к суммирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, к вычитающему входу первого усилителя-сумматора подключен информационный выход первого измерителя тока, один вывод которого присоединен к общей клемме имитатора, а другой вывод ко второму выводу регулируемого непрерывного усилителя мощности, ко входу управления непрерывного усилителя мощности через усилитель напряжения присоединен выход второго усилителя-сумматора, суммирующий вход сумматора соединен с выходом блока формирования переменных коэффициентов, первый вход которого подключен к положительному полюсу устройства для моделирования аккумуляторной батареи, а второй - к шине нулевого потенциала устройства, второй измеритель тока вторым выводом подключен к положительной выходной клемме имитатора, первый аналоговый переключатель. Блок переменных коэффициентов выполнен в виде резистивного делителя напряжения с переменным коэффициентом деления и выполняет функцию управляющею устройства, обеспечивающего требуемые значения напряжений имитируемых зарядно-разрядных характеристик.Closest to the invention is a device for modeling a battery [patent SU 1509949, IPC G06G 7/48], comprising a direct current power source, a first adder amplifier, to a summing input of which a reference voltage source is connected, and a subtracting input of the first adder amplifier is connected the information output of the first current meter, one output of which is connected to a common terminal of the simulator, and the other output to the second output of an adjustable continuous power amplifier, to the control input the output of the power amplifier through the voltage amplifier, the output of the second amplifier-adder is connected, the summing input of the adder is connected to the output of the variable coefficient generation unit, the first input of which is connected to the positive pole of the device for modeling the battery, and the second to the bus of zero potential of the device, the second current meter is the second the output is connected to the positive output terminal of the simulator, the first analog switch. The block of variable coefficients is made in the form of a resistive voltage divider with a variable division coefficient and performs the function of a control device that provides the required voltage values of simulated charge-discharge characteristics.

Недостатками такого устройства для моделирования аккумуляторной батареи являются: а) низкая универсальность при имитации характеристик различных аккумуляторных батарей из-за необходимости наличия эталонного источника тока-аккумулятора требуемого типа; б) невозможность быстрого перехода к имитации состояния аккумуляторной батареи с другим уровнем заряда, так как эталонный аккумулятор необходимо заряжать-разряжать определенное время для перевода в требуемое состояние; в) ограниченный срок использования эталонного аккумулятора и, вследствие этого, необходимость замены аккумулятора при выходе основного из строя; г) низкий коэффициент полезного использования энергии в режиме имитации заряда аккумуляторной батареи вследствие рассеивания потребленной энергии в виде тепла на балластном резисторе; д) отсутствие защиты испытываемого оборудования от повышенных значений выходного тока и от повышенного напряжения при аварийном прерывании тока через регулируемый непрерывный усилитель мощности, так как в этом случае импульсный регулятор тока стремится обеспечить требуемую величину тока через усилитель мощности увеличением выходного напряжения до максимального напряжения.The disadvantages of such a device for modeling a battery are: a) low versatility in simulating the characteristics of various batteries due to the need for a standard current-battery source of the required type; b) the impossibility of a quick transition to simulating the state of the battery with a different charge level, since the reference battery must be charged-discharged for a certain time to transfer to the desired state; c) the limited period of use of the reference battery and, as a result, the need to replace the battery when the main one fails; d) low coefficient of energy efficiency in the mode of simulating the charge of the battery due to the dissipation of energy consumed in the form of heat on the ballast resistor; d) the lack of protection of the equipment under test against increased values of the output current and from increased voltage during emergency interruption of the current through an adjustable continuous power amplifier, since in this case the switching current regulator seeks to provide the required current through the power amplifier by increasing the output voltage to the maximum voltage.

Известно устройство защиты от перегрузок, используемое для источника электропитания и описанное в патенте RU 2180464, МПК: H02M 7/217, H02H 7/10. Источник электропитания содержит аналоговый переключатель и измеритель тока. Устройство защиты содержит компаратор защиты, последовательно соединенный с устройством задержки, причем вход компаратора защиты соединен с выходом измерителя тока.Known overload protection device used for power supply and described in patent RU 2180464, IPC: H02M 7/217, H02H 7/10. The power supply contains an analog switch and a current meter. The protection device comprises a protection comparator connected in series with the delay device, the input of the protection comparator connected to the output of the current meter.

Данное устройство не обеспечивает защиту от повышенных значений выходного напряжения, не позволяет осуществлять защиту оборудования с различными техническими характеристиками, требующими регулирования параметров защиты, так как имеет фиксированный уровень параметров защиты по току и по времени. Кроме того, это устройство не может быть применено для защиты имитатора аккумуляторной батареи, потому что защита по току состоит в переводе источника электропитания из режима стабилизации выходного напряжения в режим ограничения тока нагрузки, что является недопустимым для имитатора аккумуляторной батареи. Такой режим отсутствует при эксплуатации самой аккумуляторной батареи и является нештатным для зарядно-разрядного устройства системы электропитания автономного объекта.This device does not provide protection against increased values of the output voltage, it does not allow protection of equipment with various technical characteristics that require regulation of protection parameters, as it has a fixed level of protection parameters for current and time. In addition, this device cannot be used to protect the battery simulator, because current protection consists in switching the power source from the output voltage stabilization mode to the load current limiting mode, which is unacceptable for the battery simulator. This mode is absent during operation of the battery itself and is abnormal for the charge-discharge device of the power system of an autonomous object.

Технической проблемой является улучшение эксплуатационных свойств имитатора за счет повышения коэффициента использования энергии в режиме имитации заряда аккумуляторной батареи, обеспечения защиты испытываемой системы электропитания от повышенных значений выходного тока и выходного напряжения, сохранения работоспособности (повышение живучести) устройства при аварийном прерывании тока через регулируемый непрерывный усилитель мощности и аварийном отключении промышленной сети переменного тока.The technical problem is to improve the operational properties of the simulator by increasing the energy utilization coefficient in the mode of simulating the battery charge, protecting the tested power supply system from increased values of the output current and output voltage, maintaining the operability (increased survivability) of the device during emergency interruption of the current through an adjustable continuous power amplifier and emergency shutdown of the industrial AC network.

Техническая проблема решена тем, что в известный электрический имитатор аккумуляторной батареи, содержащий источник электропитания постоянного тока, первый усилитель-сумматор, к суммирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, к вычитающему входу усилителя-сумматора подключен информационный выход первого измерителя тока, один вывод которого присоединен к общей клемме имитатора, а другой вывод ко второму выводу регулируемого непрерывного усилителя мощности, ко входу управления которого через усилитель напряжения присоединен выход второго усилителя-сумматора, второй измеритель тока, вторым выводом подключенный к положительной выходной клемме имитатора, первый аналоговый переключатель, первый датчик напряжения, вторым выводом присоединенный к общей клемме имитатора, согласно техническому решению дополнительно введены конвертер, инвертор, четырехполюсный переключатель, двунаправленный управляемый импульсный преобразователь, первый триггер, первый конъюнктор, усилитель-инвертор, первый и второй компараторы, функциональный преобразователь, счетчик ампер-часов, второй датчик напряжения, устройство защиты, двунаправленный коммутатор, второй аналоговый переключатель, управляющая ЭВМ, причем плюсовые и минусовые входные шины конвертера, инвертора и двунаправленного управляемого импульсного преобразователя объединены и подключены к положительному и отрицательному выходным выводам источника постоянного тока соответственно, выходные положительные и отрицательные шины конвертера подключены к двум размыкающим контактам четырехполюсного переключателя, выходные положительные и отрицательные шины инвертора подключены к двум замыкающим контактам четырехполюсного переключателя, силовые выводы переключателя объединены попарно в выводы для подключения зарядного устройства системы электропитания, управляющие входы конвертера и инвертора подключены к первой и второй шинам управляющей ЭВМ, выходная плюсовая клемма двунаправленного импульсного преобразователя соединена с первым выводом непрерывного усилителя мощности, первым выводом первого датчика напряжения и первым выводом двунаправленного коммутатора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго измерителя тока, выходная минусовая клемма двунаправленного импульсного преобразователя соединена с общей клеммой и отрицательной выходной клеммой имитатора, к управляющему входу двунаправленного импульсного преобразователя подключен первый аналоговый переключатель, к одному входу которого подключен выход первого усилителя-сумматора, к другому входу первого аналогового переключателя подключен выход усилителя-инвертора, вход которого подключен одновременно к выходу второго усилителя-сумматора и к инверсному входу первого компаратора, прямой вход которого соединен с общей клеммой, выход первого компаратора соединен с одним входом первого конъюнктора, другой вход которого соединен с выходом второго компаратора, к инверсному входу которого подключен выход первого измерителя тока, а к прямому входу второго компаратора подключен источник опорного напряжения, выход первого конъюнктора через первый триггер подключен к управляющему входу первого аналогового переключателя, к вычитающему входу усилителя-сумматора подключен выход функционального преобразователя, к первому входу которого подключена третья шина управляющей ЭВМ, ко второму входу функционального преобразователя подключен выход счетчика ампер-часов, к первому входу которого подключена пятая шина управляющей ЭВМ, ко второму входу счетчика ампер-часов подключен выход второго измерителя тока, к первому выводу которого подключен первый вывод второго датчика напряжения, второй вывод второго датчика напряжения подключен к общей клемме имитатора, выходы первого и второго датчиков напряжения подключены соответственно к третьему входу и четвертому входам устройства защиты и первому и второму входам второго аналогового переключателя, выход которого подключен к суммирующему входу усилителя-сумматора, первый вход устройства защиты подключен к четвертой шине управляющей ЭВМ, второй вход устройства защиты подключен к выходу второго измерителя тока, первый выход устройства защиты подключен к управляющему входу двунаправленного коммутатора, второй выход подключен к управляющему входу второго аналогового переключателя.The technical problem is solved in that in the known electric battery simulator containing a direct current power source, a first adder amplifier, to a summing input of which a reference voltage source is connected, an information output of a first current meter, one output of which is connected to a subtracting input of an amplifier-adder to the common terminal of the simulator, and the other terminal to the second terminal of an adjustable continuous power amplifier, to the control input of which through a voltage amplifier the output of the second amplifier-adder is connected, the second current meter connected to the positive output terminal of the simulator with the second output, the first analog switch, the first voltage sensor, the second output connected to the common terminal of the simulator, according to the technical solution, an additional converter, inverter, four-pole switch, bidirectional controlled pulse converter, first trigger, first conjunctor, amplifier-inverter, first and second comparators, functional converter, with an ampere-hour meter, a second voltage sensor, a protection device, a bi-directional switch, a second analog switch that controls the computer, the plus and minus input buses of the converter, inverter and bi-directional controlled pulse converter are combined and connected to the positive and negative output terminals of the DC source, respectively, the output positive and negative buses of the converter are connected to the two NC contacts of the four-pole switch, the output is positive e and the negative buses of the inverter are connected to the two closing contacts of the four-pole switch, the power terminals of the switch are combined in pairs to the terminals for connecting the charger of the power supply system, the control inputs of the converter and inverter are connected to the first and second buses of the control computer, the output plus terminal of the bi-directional pulse converter is connected to the first the output of a continuous power amplifier, the first output of the first voltage sensor and the first output of a bi-directional switch the second output of which is connected to the first output of the second current meter, the output minus terminal of the bi-directional pulse converter is connected to a common terminal and the negative output terminal of the simulator, the first analog switch is connected to the control input of the bi-directional pulse converter, the output of the first amplifier-adder is connected to one input of it, the output of the amplifier-inverter is connected to another input of the first analog switch, the input of which is connected simultaneously to the output of the second amplifier-adder and to the inverse input of the first comparator, the direct input of which is connected to a common terminal, the output of the first comparator is connected to one input of the first coupler, the other input of which is connected to the output of the second comparator, to the inverse input of which the output of the first current meter is connected, and to the direct the reference voltage source is connected to the input of the second comparator, the output of the first conjunctor through the first trigger is connected to the control input of the first analog switch, to the subtracting input of the amplifier-sum the output of the functional converter is connected to the first input of which the third bus of the control computer is connected, the output of the ampere-hour counter is connected to the second input of the functional converter, the fifth bus of the control computer is connected to the first input of the second meter of the current-hour meter , to the first terminal of which the first terminal of the second voltage sensor is connected, the second terminal of the second voltage sensor is connected to the common terminal of the simulator, the outputs of the first and second sensors are voltages are connected respectively to the third input and fourth inputs of the protection device and the first and second inputs of the second analog switch, the output of which is connected to the summing input of the amplifier-adder, the first input of the protection device is connected to the fourth bus of the control computer, the second input of the protection device is connected to the output of the second meter current, the first output of the protection device is connected to the control input of the bi-directional switch, the second output is connected to the control input of the second analog switch .

В известное устройство защиты электрического имитатора аккумуляторной батареи, содержащее первый компаратор защиты, последовательно соединенный с первым устройством задержки, согласно техническому решению дополнительно введены второй и третий компараторы защиты, последовательно соединенные соответственно со вторым и третьим устройствами задержки, регистр сброса защиты, регистр включения выхода, первый, второй, третий триггеры защиты, логический элемент «ИЛИ-НЕ», причем ко входу управления устройства защиты присоединены: вход уставки первого компаратора защиты, вход уставки второго компаратора защиты, вход уставки третьего компаратора защиты, вход уставки первого устройства задержки, вход уставки второго устройства задержки, вход уставки третьего устройства задержки, вход регистра сброса защиты, вход регистра включения выхода; к сигнальному входу первого компаратора защиты подключен выход второго измерителя тока, к сигнальному входу второго компаратора защиты подключен выход первого датчика напряжения, к сигнальному входу третьего компаратора защиты подключен выход второго датчика напряжения; выход первого устройства задержки подключен ко входу установки первого триггера защиты, выход второго устройства задержки подключен ко входу установки второго триггера защиты, выход третьего устройства задержки подключен ко входу установки третьего триггера защиты; ко входам сброса первого, второго, третьего триггеров защиты подключен выход регистра сброса защиты, выходы первого, второго, третьего триггеров защиты подключены соответственно к первому, второму, третьему входу логического элемента «ИЛИ-НЕ» и ко входу управления устройства защиты; выход регистра включения выхода подключен к четвертому входу логического элемента «ИЛИ-НЕ», выход которого распараллелен и подключен к управляющему входу двунаправленного коммутатора и к управляющему входу второго аналогового переключателя.According to the technical solution, a second and third protection comparators are connected in series with the second and third delay devices, a protection reset register, an output enable register, according to a technical solution, in a known device for protecting an electric battery simulator of a battery containing a first protection comparator connected in series with a first delay device; the first, second, third protection triggers, the logic element "OR-NOT", and connected to the control input of the protection device: input charter ki of the first protection comparator, input of the settings of the second protection comparator, input of the settings of the third protection comparator, input of the settings of the first delay device, input of the settings of the second delay device, input of the settings of the third delay device, input of the protection reset register, input of the output enable register; the output of the second current meter is connected to the signal input of the first protection comparator, the output of the first voltage sensor is connected to the signal input of the second protection comparator, the output of the second voltage sensor is connected to the signal input of the third protection comparator; the output of the first delay device is connected to the installation input of the first protection trigger, the output of the second delay device is connected to the installation input of the second protection trigger, the output of the third delay device is connected to the installation input of the third protection trigger; the reset reset register output is connected to the reset inputs of the first, second, third protection triggers, the outputs of the first, second, third protection triggers are connected respectively to the first, second, third input of the OR-NOT logic element and to the control input of the protection device; the output enable register is connected to the fourth input of the OR-NOT logic element, the output of which is parallel and connected to the control input of the bi-directional switch and to the control input of the second analog switch.

В состав каждого компаратора защиты входит регистр уставки параметра защиты, вход которого является входом уставки соответствующего компаратора защиты, выход регистра подключен к инверсному входу цифрового компаратора, к прямому входу которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя, вход которого является сигнальным входом соответствующего компаратора защиты, выход цифрового компаратора является выходом соответствующего компаратора защиты.Each protection comparator includes a protection parameter setting register, the input of which is the setting input of the corresponding protection comparator, the output of the register is connected to the inverse input of the digital comparator, the direct input of which is connected to the output of an analog-to-digital converter, the input of which is the signal input of the corresponding protection comparator, the output The digital comparator is the output of the corresponding protection comparator.

В состав каждого устройства задержки входит регистр уставки времени защиты, вход которого является входом уставки соответствующего устройства задержки, выход регистра уставки времени задержки подключен ко входу данных счетчика с предустановкой, вход загрузки счетчика является сигнальным входом соответствующего устройства задержки и соединен с первым входом конъюнктора защиты, второй вход которого соединен с выходом счетчика, выход конъюнктора защиты является выходом соответствующего устройства задержки.Each delay device includes a protection time setting register, the input of which is the setting delay of the corresponding delay device, the output of the delay time setting register is connected to the counter data input with a preset, the counter loading input is a signal input of the corresponding delay device and connected to the first input of the protection conjunctor, the second input of which is connected to the counter output, the output of the protection conjunctor is the output of the corresponding delay device.

Техническим результатом изобретения, проявляемым благодаря предложенной структурной схеме, является повышение коэффициента использования энергии в режиме имитации заряда аккумуляторной батареи и сохранение работоспособности имитатора при аварийном отключении промышленной сети переменного напряжения за счет рекуперации избыточной электроэнергии в сеть постоянного тока электропитания имитатора, обеспечение защиты испытываемой системы электропитания от повышенных значений выходного тока и выходного напряжения, повышение живучести имитатора, при аварийном прерывании тока через регулируемый непрерывный усилитель мощности, за счет перевода импульсного стабилизатора тока в режим имитации зарядно-разрядных характеристик АБ.The technical result of the invention, manifested due to the proposed structural scheme, is to increase the energy utilization coefficient in the mode of simulating the battery charge and maintaining the simulator’s health during an emergency shutdown of an industrial AC voltage network by recovering excess electricity to the simulator’s DC power supply network, protecting the tested power supply system from increased values of output current and output voltage, increasing survivability ti simulator, for emergency interrupt current through continuous adjustment power amplifier, by converting the pulse current regulator mode simulation AB charge-discharge characteristics.

Принцип работы электрического имитатора аккумуляторной батареи объясняется с помощью рисунков.The principle of operation of the electric battery simulator is explained using the figures.

На фиг. 1 представлена структурная схема имитатора, на фиг. 2 - требуемые разрядная и зарядная характеристики, на фиг. 3 - структурная схема устройства защиты по току и напряжению.In FIG. 1 is a structural diagram of a simulator; FIG. 2 - the required discharge and charging characteristics, in FIG. 3 is a block diagram of a current and voltage protection device.

В состав электрического имитатора аккумуляторной батареи входят: входные клеммы источника электропитания (ИЭП) 1, 2, подключаемые к промышленной сети переменного тока, источник электропитания (ИЭП) 3, конвертор 4, инвертор 5, двунаправленный импульсный преобразователь (ДИП) 6, переключатель 7, клеммы 8, 9 имитатора для подключения зарядного устройства испытываемого оборудования, требующего питания переменным или постоянным током, первый 10 и второй 28 аналоговые переключатели, первый триггер И, первый конъюнктор 12, усилитель-инвертор 13, усилитель напряжения (УН) 20, первый 14 и второй 15 компараторы, первый 16 и второй 21 усилитель-сумматор, источник опорного напряжения (ИОН) 17, регулируемый непрерывный усилитель мощности (НУМ) 18, первый 19 и второй 30 измерители тока (ИТ), усилитель напряжения (УН) 20, управляющая ЭВМ 22, функциональный преобразователь (ФП) 23, счетчик ампер-часов (САЧ) 24, первый 25 и второй 29 датчики напряжения (ДН), двунаправленный коммутатор 26, устройство защиты (УЗ) 27, выходные клеммы 31, 32 имитатора, зарядно-разрядное устройство (ЗРУ) 33 системы электропитания (СЭП) автономного объекта, первый 34, второй 35. третий 36, четвертый 37 входы устройства защиты, первый 38, второй 39 выходы устройства защиты, первая 40, вторая 41, третья 42, четвертая 43, пятая 44 шины управляющей ЭВМ 22.The structure of the electric battery simulator includes: input terminals of a power source (IED) 1, 2, connected to an industrial AC network, a power source (IED) 3, converter 4, inverter 5, bi-directional pulse converter (DIP) 6, switch 7, simulator terminals 8, 9 for connecting the charger of the equipment under test that requires AC or DC power, the first 10 and second 28 analog switches, the first trigger And, the first conjunctor 12, amplifier-inverter 13, amplifier l voltage (UN) 20, the first 14 and second 15 comparators, the first 16 and second 21 amplifier-adder, a reference voltage source (ION) 17, an adjustable continuous power amplifier (NUM) 18, the first 19 and second 30 current meters (IT) voltage amplifier (UN) 20, control computer 22, functional converter (FP) 23, ampere-hour meter (SAC) 24, first 25 and second 29 voltage sensors (DN), bi-directional switch 26, protection device (US) 27, output terminals 31, 32 of the simulator, charge-discharge device (ZRU) 33 power supply system (BOT) autonomous object one, first 34, second 35. third 36, fourth 37 inputs of the protection device, the first 38, second 39 outputs of the protection device, the first 40, second 41, third 42, fourth 43, fifth 44 buses of the host computer 22.

Источник 3 электропитания (ИЭП) постоянного тока входными клеммами 1, 2 подключен к промышленной сети переменного тока, к положительному и отрицательному выходным выводам ИЭП 3 подключены соответственно плюсовые и минусовые шины конвертера 4, инвертора 5 и двунаправленного управляемого импульсного преобразователя 6, выходные положительные и отрицательные шины конвертера 4 подключены к двум размыкающим контактам четырехполюсного переключателя 7, выходные положительные и отрицательные шины инвертора 5 подключены к двум замыкающим контактам четырехполюсного переключателя 7, силовые выводы переключателя 7 объединены попарно в выводы для подключения зарядного устройства 33 системы электропитания, управляющие входы конвертера 4 и инвертора 5 подключены к первой 40 и второй 41 шинам управляющей ЭВМ 22. Выходная плюсовая клемма двунаправленного импульсного преобразователя 6 соединена с первым выводом непрерывного усилителя 18 мощности, второй вывод которого через первый измеритель 19 тока соединен с общей клеммой имитатора, и также соединена с первым выводом двунаправленного коммутатора 26, который через второй измеритель 30 тока соединен с положительной выходной клеммой 31 имитатора.The DC power supply 3 (IED) of the DC input terminals 1, 2 is connected to the industrial AC network, the positive and negative output terminals of the IED 3 are connected, respectively, the plus and minus buses of the converter 4, inverter 5 and bi-directional controlled pulse converter 6, the output is positive and negative the converter buses 4 are connected to two NC contacts of the four-pole switch 7, the positive and negative output buses of the inverter 5 are connected to two NC contacts m of the four-pole switch 7, the power terminals of the switch 7 are combined in pairs to connect the charger 33 of the power supply system, the control inputs of the converter 4 and the inverter 5 are connected to the first 40 and second 41 buses of the host computer 22. The positive output terminal of the bi-directional pulse converter 6 is connected to the first the output of a continuous power amplifier 18, the second output of which through the first current meter 19 is connected to a common terminal of the simulator, and is also connected to the first output of a bi-directional comm Tatorey 26 which via a second current meter 30 is connected to the positive output terminal 31 of the simulator.

Выходная минусовая клемма двунаправленного импульсного преобразователя 6 соединена с общей клеммой и отрицательной выходной клеммой 32 имитатора. К управляющему входу двунаправленного импульсного преобразователя 6 подключен первый аналоговый переключатель 10, к одному входу которого подключен выход первого усилителя-сумматора 16, к суммирующему входу которого подключен источник опорного напряжения 17, к вычитающему входу первого усилителя-сумматора 16 подключен выход первого измерителя 19 тока. К другому входу аналогового переключателя 10 подключен выход усилителя-инвертора 13, вход которого подключен одновременно к выходу второго усилителя-сумматора 21 и к инверсному входу первого компаратора 14, второй вход которого соединен с общей клеммой. Выход первого компаратора 14 соединен с одним входом первого конъюнктора 12, другой вход которого соединен с выходом второго компаратора 15, к инверсному входу которого подключен выход первого измерителя 19 тока, а к прямому входу второго компаратора 15 подключен источник 17 опорного напряжения, выход первого конъюнктора 12 через первый триггер 11 подключен к управляющему входу первого аналогового переключателя 10.The negative output terminal of the bi-directional pulse converter 6 is connected to a common terminal and a negative output terminal 32 of the simulator. The first analog switch 10 is connected to the control input of the bi-directional pulse converter 6, the output of the first amplifier-adder 16 is connected to one input of which the reference voltage source 17 is connected to the summing input, and the output of the first current meter 19 is connected to the subtracting input of the first amplifier-adder 16. The output of the amplifier-inverter 13 is connected to another input of the analog switch 10, the input of which is connected simultaneously to the output of the second amplifier-adder 21 and to the inverse input of the first comparator 14, the second input of which is connected to a common terminal. The output of the first comparator 14 is connected to one input of the first coupler 12, the other input of which is connected to the output of the second comparator 15, the output of the first current meter 19 is connected to its inverse input, and the reference voltage source 17, the output of the first coupler 12 is connected to the direct input of the second comparator 15 through the first trigger 11 is connected to the control input of the first analog switch 10.

Ко входу управления непрерывного усилителя 18 мощности через усилитель 20 напряжения присоединен выход второго усилителя-сумматора 21. К вычитающему входу второго усилителя-сумматора 21 подключен выход функционального преобразователя 23, к первому входу которого подключена третья шина 42 управляющей ЭВМ 22, ко второму входу функционального преобразователя 23 подключен выход счетчика 24 ампер-часов, к первому входу которого подключена пятая шина 44 управляющей ЭВМ 22, ко второму входу счетчика 24 ампер-часов подключен выход второго измерителя 30 тока, к первому выводу которого подключен первый вывод второго датчика 29 напряжения, второй вывод которого соединен с общей клеммой имитатора, к первому выводу двунаправленного коммутатора 26 подключен первый вывод первого датчика 25 напряжения, второй вывод которого подключен к общей клемме имитатора; выходы первого 25 и второго 29 датчиков напряжения подключены соответственно к третьему входу 36 и четвертому входу 37 устройства защиты 27 и первому и второму входам второго аналогового переключателя 28, выход которого подключен к суммирующему входу второго усилителя-сумматора 21.The output of the second amplifier-adder 21 is connected to the control input of the continuous power amplifier 18 through the voltage amplifier 20. The output of the functional converter 23 is connected to the subtractive input of the second amplifier-adder 21, the first input of which is connected to the third bus 42 of the control computer 22, to the second input of the functional converter 23 the output of the counter is 24 ampere-hours, the first input of which is connected to the fifth bus 44 of the control computer 22, the second input of the counter 24 ampere-hours is connected to the output of the second meter 30 ka, to the first terminal of which the first terminal of the second voltage sensor 29 is connected, the second terminal of which is connected to the common terminal of the simulator, the first terminal of the first voltage sensor 25, the second terminal of which is connected to the common terminal of the simulator, is connected to the first terminal of the bi-directional switch 26; the outputs of the first 25 and second 29 voltage sensors are connected respectively to the third input 36 and fourth input 37 of the protection device 27 and the first and second inputs of the second analog switch 28, the output of which is connected to the summing input of the second amplifier-adder 21.

Первый вход 34 устройства защиты 27 подключен к четвертой шине 43 управляющей ЭВМ 22, второй вход 35 устройства защиты 27 подключен к выходу второго измерителя 30 тока, первый выход 38 устройства защиты 27 подключен к управляющему входу двунаправленного коммутатора 26, второй выход 39 подключен к управляющему входу второго аналогового переключателя 28.The first input 34 of the protection device 27 is connected to the fourth bus 43 of the control computer 22, the second input 35 of the protection device 27 is connected to the output of the second current meter 30, the first output 38 of the protection device 27 is connected to the control input of the bi-directional switch 26, the second output 39 is connected to the control input second analog switch 28.

Устройство защиты 27 по току и напряжению электрического имитатора аккумуляторной батареи содержит первый 45, второй 46, третий 47 компараторы защиты, каждый из которых последовательно соединен соответственно с первым 48, вторым 49, третьим 50 устройствами задержки, регистр 51 сброса защиты, регистр 55 включения выхода, первый 52, второй 53, третий 54 триггеры защиты, логический элемент 56 «ИЛИ-НЕ». Все составные элементы устройства защиты выполнены на цифровых микросхемах. Ко входу 34 управления устройства защиты 27 присоединены вход 63 уставки первого 45, вход 65 уставки второго 46, вход 67 уставки третьего 47 компаратора защиты, вход 69 уставки первого 48, вход 71 уставки второго 49, вход 73 уставки третьего 50 устройства задержки, вход регистра 51 сброса защиты; вход 55 регистра включения выхода, к сигнальному входу 64 первого компаратора 45 защиты подключен выход 35 второго измерителя тока 30, к сигнальному входу 66 второго компаратора защиты 46 подключен выход 36 первого датчика напряжения 25, к сигнальному входу 68 третьего компаратора 47 защиты подключен выход 37 второго датчика 29 напряжения, выход первого устройства 48 задержки подключен ко входу установки первого триггера 52 защиты, выход второго устройства 49 задержки подключен ко входу установки второго триггера 53 защиты, выход третьего устройства 50 задержки подключен ко входу установки третьего триггера 54 защиты, ко входам сброса первого 52, второго 53, третьего 54 триггеров защиты подключен выход регистра сброса защиты 51, выходы первого 52, второго 53, третьего 54 триггеров защиты подключены соответственно к первому, второму, третьему входу логического элемента 56 «ИЛИ-НЕ» и ко входу 34 управления устройства защиты 27, выход регистра 55 включения выхода подключен к четвертому входу логического элемента 56 «ИЛИ-НЕ», выход которого распараллелен и подключен к управляющему входу 38 двунаправленного коммутатора 26 и к управляющему входу 39 второго аналогового переключателя 28.The protection device 27 for current and voltage of the electric battery simulator contains the first 45, second 46, third 47 protection comparators, each of which is connected in series with the first 48, second 49, and third 50 delay devices, protection reset register 51, output enable register 55 , first 52, second 53, third 54 protection triggers, logic element 56 "OR-NOT." All components of the protection device are made on digital microcircuits. To the input 34 of the control of the protection device 27 is connected the input 63 of the settings of the first 45, input 65 of the settings of the second 46, input 67 of the settings of the third 47 protection comparator, input 69 of the settings of the first 48, input 71 of the settings of the second 49, input 73 of the settings of the third 50 delay device, register input 51 reset protection; the input 55 of the output enable register, the output 35 of the second current meter 30 is connected to the signal input 64 of the first protection comparator 30, the output 36 of the first voltage sensor 25 is connected to the signal input 66 of the second protection comparator 25, the output 37 of the second is connected to the signal input 68 of the third protection comparator 47 voltage sensor 29, the output of the first delay device 48 is connected to the installation input of the first protection trigger 52, the output of the second delay device 49 is connected to the installation input of the second protection trigger 53, the output of the third device 50 of the holder is connected to the installation input of the third protection trigger 54, to the reset inputs of the first 52, second 53, third 54 protection triggers the output of the protection reset register 51 is connected, the outputs of the first 52, second 53, third 54 protection triggers are connected respectively to the first, second, third input of the OR-NOT logical element 56 and to the control input 34 of the protection device 27, the output of the output enable register 55 is connected to the fourth input of the OR-NOT logical element 56, the output of which is parallel and connected to the bi-directional control input 38 switch 26 and to the control input 39 of the second analog switch 28.

В состав каждого компаратора защиты входит регистр 57 уставки параметра защиты, вход которого 63 является входом уставки соответствующего компаратора защиты, выход регистра 57 подключен к инверсному входу цифрового компаратора 59, к прямому входу которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя 58, вход которого является сигнальным входом соответствующего компаратора защиты, выход цифрового компаратора является выходом соответствующего компаратора защиты.Each protection comparator includes a protection parameter setting register 57, the input of which 63 is the setting input of the corresponding protection comparator, the output of register 57 is connected to the inverse input of the digital comparator 59, the direct input of which is connected to the output of the analog-to-digital converter 58, the input of which is a signal input the corresponding protection comparator, the output of the digital comparator is the output of the corresponding protection comparator.

В состав каждого устройства задержки входит регистр 60 уставки времени защиты (срабатывания защиты), вход которого является входом уставки соответствующего устройства задержки, выход регистра 60 уставки времени задержки подключен ко входу данных счетчика 61 с предустановкой, вход загрузки счетчика 61 является сигнальным входом соответствующего устройства задержки и соединен с первым входом конъюнктора защиты 62, второй вход которого соединен с выходом счетчика 61, выход конъюнктора защиты 62 является выходом соответствующего устройства задержки.Each delay device includes a register 60 of the protection time setting (protection operation), the input of which is the input of the setting of the corresponding delay device, the output of the delay time setting register 60 is connected to the data input of the counter 61 with a preset, the boot input of the counter 61 is a signal input of the corresponding delay device and connected to the first input of the protection conjunct 62, the second input of which is connected to the output of the counter 61, the output of the protection conjunct 62 is the output of the corresponding device back the arms

Электрический имитатор аккумуляторной батареи работает следующим образом. Воспроизведение зарядных, разрядных и импедансных характеристик имитируемой АБ обеспечивается непрерывным стабилизатором напряжения (НСН), в состав которого входят НУМ 18, первый УН 20, второй УС 21. На вычитающий вход УС 21 подается задающее напряжение с выхода перенастраиваемого ФП 23. С выхода второго аналогового переключателя 28 на суммирующий вход второго УС 21 подается напряжение обратной связи U28=KДН×UH, где KДН - коэффициент передачи датчика напряжения. Разностное напряжение с выхода УС 21 усиливается УН 20 и поступает на вход управления НУМ 18, который регулированием своего внутреннего сопротивления обеспечивает требуемую величину напряжения UH.Electric battery simulator works as follows. Reproduction of the charging, discharge and impedance characteristics of the simulated battery is ensured by a continuous voltage stabilizer (NSN), which includes NUM 18, the first UN 20, and the second DC 21. The voltage 21 is supplied to the subtractive input from the output of the reconfigurable FP 23. From the output of the second analog switch 28 to the summing input of the second US 21 is fed feedback voltage U 28 = K DN × U H , where K DN is the transmission coefficient of the voltage sensor. The differential voltage from the output of the DC 21 is amplified by the UN 20 and fed to the control input of the NUM 18, which, by adjusting its internal resistance, provides the required voltage value U H.

ФП 23 воспроизводит требуемую зависимость напряжения UН от величины заряда. Величина заряда Q=IH×t, где t - время, вычисляется счетчиком 24 ампер-часов (САЧ) в соответствии с током IН нагрузки, измеряемым вторым ИТ 30.FP 23 reproduces the required dependence of the voltage U N on the value of the charge. The value of the charge Q = I H × t, where t is the time, is calculated by the counter 24 ampere-hours (SAC) in accordance with the load current I N , measured by the second IT 30.

В начале работы оператор управляющей ЭВМ 22 задает требуемые значения параметров зарядно-разрядных характеристик (фиг. 2) в ФП 23, например кривая 1 (фиг. 2), и начальную величину заряда Q1 или Q2 на кривой 1 (фиг. 2) в координатах (Q3, UНЗ) в САЧ 24, при этом двунаправленный коммутатор 26 находится в разомкнутом состоянии для исключения появления нештатных значений напряжения на выходных клеммах 31 и 32 ЭИАБ. В этом случае аналоговый переключатель 28 находится в положении, при котором напряжение обратной связи U28 равно напряжению с первого ДН 25. После установления требуемого значения напряжения UН по команде с управляющей ЭВМ 22 устройство защиты 27 включает коммутатор 26 и переводит переключатель 28 в положение, при котором напряжение обратной связи U28 равно напряжению со второго ДН 29, что увеличивает точность воспроизведения требуемой величины напряжения UН за счет компенсации падения напряжения на коммутаторе 26 и соединительных проводах.At the beginning of the operation, the operator of the host computer 22 sets the required values of the parameters of the charge-discharge characteristics (Fig. 2) in the FP 23, for example, curve 1 (Fig. 2), and the initial value of the charge Q 1 or Q 2 on curve 1 (Fig. 2) in coordinates (Q 3 , U NC ) in SACH 24, while the bi-directional switch 26 is in the open state to prevent the occurrence of abnormal voltage values at the output terminals 31 and 32 of the EIAB. In this case, the analog switch 28 is in a position in which the feedback voltage U 28 is equal to the voltage from the first DN 25. After setting the required voltage value U N by command from the host computer 22, the protection device 27 turns on the switch 26 and puts the switch 28 in position at which the feedback voltage U 28 is equal to the voltage from the second DN 29, which increases the accuracy of reproducing the required voltage value U N by compensating for the voltage drop across the switch 26 and the connecting wires.

Режим работы ЭИАБ определяется режимом работы ЗРУ 33: в режиме заряда ЗРУ является стабилизирующим источником тока заряда IНЗ, при протекании которого САЧ 24 отсчитывает заряд, накапливаемый АБ, и напряжение на выходе ФП 23 начинает нарастать в соответствии с кривой заряда 1 в координатах (Q3, UНЗ). Это увеличение напряжения на выходе ФП 23 с требуемой точностью воспроизводится НСН, что приводит к соответствующему увеличению напряжения на клеммах 31, 32.The operation mode of the EIAB is determined by the operation mode of the switchgear 33: in the charge mode the switchgear is a stabilizing source of charge current I NC , during which SAC 24 counts the charge accumulated by the battery, and the voltage at the output of the FP 23 starts to increase in accordance with the charge curve 1 in coordinates (Q 3 , U NC ). This increase in the voltage at the output of the FP 23 with the required accuracy is reproduced by the NSN, which leads to a corresponding increase in voltage at the terminals 31, 32.

При переходе ЗРУ 33 в режим разряда оно становится потребителем электроэнергии, при этом ток IН меняет направление, САЧ 24 начинает отсчитывать заряд, отданный потребителю, при этом напряжение на выходе ФП 23 уменьшается в соответствии с разрядной кривой 1 (фиг. 2) в системе координат (QР, UНР)). Это уменьшение напряжения на выходе ФП 23 воспроизводится НСН с требуемой точностью.When the switchgear 33 enters the discharge mode, it becomes a consumer of electricity, while the current I N changes direction, SACH 24 begins to count the charge given to the consumer, while the voltage at the output of FP 23 decreases in accordance with the discharge curve 1 (Fig. 2) in the system coordinates (Q P , U HP )). This decrease in the voltage at the output of the FP 23 is reproduced by the NSN with the required accuracy.

Для уменьшения мощности рассеивания НУМ 18 ток IНУМ поддерживается на постоянном уровне импульсным стабилизатором тока (ИСТ) IНУМ, в состав которого входят ДИП 6, первый аналоговый переключатель 10, первый УС 16, ИОН 17, первый ИТ 19, величина которого задается ИОН 17. При имитации режимов заряда-разряда АБ ток IНУМ измеряется первым ИТ 19, напряжение с выхода первого ИТ 19 алгебраически сравнивается с напряжением ИОН 17, задающим требуемую величину тока IНУМ, в первом УС 16 и через первый аналоговый переключатель 10 разностное напряжение поступает на управляющий вход ДИП 6, который обеспечивает стабилизацию тока IНУМ.To reduce the dissipation power of NUM 18, the current I NUM is maintained at a constant level by a pulse current stabilizer (IST) I NUM , which includes DIP 6, the first analog switch 10, the first US 16, ION 17, the first IT 19, the value of which is set by ION 17 . When simulating the charge-discharge modes of the battery, the current I NUM is measured by the first IT 19, the voltage from the output of the first IT 19 is algebraically compared with the voltage ION 17, which sets the required current value I NUM , in the first US 16 and through the first analog switch 10, the difference voltage is applied to control input DIP 6, which provides current stabilization I NUM .

При имитации режима разряда АБ двунаправленный импульсный преобразователь 6 работает как источник тока, потребляющий энергию от ИЭП 3 и регулирующий ток IНУМ.When simulating the discharge mode of the battery bi-directional pulse Converter 6 works as a current source, consuming energy from the IED 3 and regulating the current I NUM .

При имитации режима заряда АБ направление тока через второй ИТ 30 и ДИП 6 меняется, и ДИП 6 начинает регулировать ток IНУМ, как параллельно включенный НУМ 18 потребитель, и при этом возвращает (рекуперирует) электроэнергию в ИЭП 3, к положительному и отрицательному выходным выводам которого подключены соответственно плюсовые и минусовые шины конвертера 4, инвертора 5. В зависимости от вида электропитания ЗРУ 3 к нему могут быть присоединены с помощью переключателя 7 либо конвертер 4, либо инвертор 5. Таким образом возвращенная ДИП 6 в ИЭП 3 энергия используется для питания ЗРУ 33, при этом уменьшается энергопотребление ИЭП 3 от промышленной сети, что обеспечивает энергосбережение и повышение коэффициента использования электроэнергии при имитации режима заряда АБ. При использовании источника бесперебойного питания (ИБП), в случае аварийного отключении промышленной сети, электропитание осуществляется от аккумуляторов ИБП. Имитация режима заряда продолжает осуществляться, поскольку сеть постоянного тока продолжает функционировать, при этом увеличивается время разряда аккумуляторов ИБП, поскольку за счет рекуперации от них потребляется меньше энергии.When simulating the battery charge mode, the direction of the current through the second IT 30 and DIP 6 changes, and DIP 6 begins to regulate the current I NUM , as a parallel connected NUM 18 consumer, and at the same time returns (recuperates) electricity in IED 3 to the positive and negative output terminals which the plus and minus buses of converter 4, inverter 5 are connected respectively. Depending on the type of power supply, switchgear 3 can be connected to it with switch 7 either converter 4 or inverter 5. Thus, the energy returned by DIP 6 to IED 3 It is used to power the switchgear 33, while the energy consumption of the IED 3 from the industrial network is reduced, which ensures energy saving and increased energy utilization when simulating the battery charge mode. When using an uninterruptible power supply (UPS), in the event of an emergency shutdown of the industrial network, power is supplied from the UPS batteries. Simulation of the charge mode continues to be carried out, as the DC network continues to function, while the UPS battery discharge time increases, since less energy is consumed due to recovery from them.

Управляющая ЭВМ осуществляет обмен информацией по шине 40 с конвертером 4, по шине 41 - с инвертором 5, по шине 42 - с ФП 23, по шине 43 - с УЗ 27, по шине 44 - с САЧ 24. По этим шинам передаются команды управления, параметры характеристик устройств, информация о значениях параметров устройств.The control computer exchanges information on bus 40 with converter 4, on bus 41 - with inverter 5, on bus 42 - with FP 23, on bus 43 - with UZ 27, on bus 44 - with SAC 24. Control commands are transmitted on these buses , parameters of device characteristics, information about the values of device parameters.

Устройство защиты по току и напряжению состоит из трех однотипных каналов, защищающих ЗРУ 33. Первый канал размыкает двунаправленный коммутатор 26 при превышении выходным током IН требуемого уровня сверх заданного временного интервала задержки. Второй канал не позволяет включить двунаправленный коммутатор 26, если напряжение U- на входе коммутатора превышает требуемый уровень на время сверх заданного временного интервала задержки. Третий канал размыкает двунаправленный коммутатор 26 при превышении напряжением на клеммах 31, 32 требуемого уровня на время сверх заданного временного интервала задержки. Второй и третий каналы имеют одинаковую уставку порога срабатывания по напряжению и временного интервала задержки. Первый канал устройства защиты образуют первый компаратор 45 защиты, первое устройство 48 задержки, первый триггер 52 защиты. Второй канал устройства защиты образуют второй компаратор 46 защиты, второе устройство 49 задержки, второй триггер 53 защиты. Третий канал устройства защиты образуют третий компаратор 47 защиты, третье устройство 50 задержки, третий триггер 54 защиты.The current and voltage protection device consists of three channels of the same type, protecting the switchgear 33. The first channel opens the bi-directional switch 26 when the output current I H exceeds the required level over a predetermined delay time interval. The second channel does not allow the inclusion of a bi-directional switch 26, if the voltage U- at the input of the switch exceeds the required level for a time beyond a predetermined delay time interval. The third channel opens the bi-directional switch 26 when the voltage at the terminals 31, 32 exceeds the required level for a time beyond the specified delay time interval. The second and third channels have the same voltage threshold setting and delay time interval. The first channel of the protection device is constituted by the first protection comparator 45, the first delay device 48, the first protection trigger 52. The second channel of the protection device is formed by a second protection comparator 46, a second delay device 49, and a second protection trigger 53. The third channel of the protection device is formed by a third protection comparator 47, a third delay device 50, and a third protection trigger 54.

Устройство защиты выполняет следующие функции: а) по команде управляющей ЭВМ 22 включает двунаправленный коммутатор 26, б) автоматически размыкает его при превышении выходным напряжением или током ЭИАБ установленного порога в течение установленного времени срабатывания защиты, в) не позволяет оператору включить двунаправленный коммутатор 26, если напряжение на его входе превысит требуемую величину в течение установленного времени срабатывания защиты.The protection device performs the following functions: a) upon the command of the control computer 22, turns on the bi-directional switch 26, b) automatically opens it when the output voltage or the current voltage exceeds the set threshold for the set protection response time, c) does not allow the operator to turn on the bi-directional switch 26, if the voltage at its input will exceed the required value during the set protection operation time.

Устройство защиты работает следующим образом. По шине 34 от управляющей ЭВМ 22 задаются пороги срабатывания защит путем записи соответствующего значения в цифровом коде в регистры 57 уставки параметра защиты: по току - в регистр 57 первого компаратора 45 защиты, по напряжению - в регистры 57 второго 46 и третьего 47 компараторов защиты.The protection device operates as follows. On the bus 34 from the host computer 22, the protection thresholds are set by writing the corresponding value in a digital code to the protection parameter setting registers 57: by current - into register 57 of the first protection comparator 45, by voltage - into registers 57 of the second 46 and third 47 protection comparators.

Временные интервалы задержек защит задаются путем записи соответствующих значений в цифровом коде в регистры 60 уставки времени защиты: по току - в регистр 60 первого устройства 48 задержки, по напряжению - в регистры 60 второго 49 и третьего 50 устройств задержки.The time intervals of the protection delays are set by writing the corresponding values in a digital code to the registers 60 of the protection time settings: by current - into register 60 of the first delay device 48, by voltage - into registers 60 of the second 49 and third 50 delay devices.

Выходное напряжение второго измерителя тока 30 (ИТ) преобразуется в цифровой код АЦП 58 первого 45 компаратора защиты и сравнивается в цифровом компараторе 59 с уставкой регистра 57 срабатывания защиты по току.The output voltage of the second current meter 30 (IT) is converted into a digital ADC code 58 of the first 45 protection comparator and compared in a digital comparator 59 with the setting of the current protection actuation register 57.

Выходные напряжения первого 25 и второго 29 датчиков напряжения (ДН) подаются соответственно на вход 36 второго 46 и вход 37 третьего 47 компаратора защиты, преобразуются в цифровые коды соответствующими АЦП 58 и сравниваются в соответствующих цифровых компараторах 59 с уставкой регистров 57 срабатывания защиты по напряжению.The output voltages of the first 25 and second 29 voltage sensors (DNs) are supplied respectively to the input 36 of the second 46 and input 37 of the third 47 protection comparators, converted to digital codes by the corresponding ADC 58 and compared in the corresponding digital comparators 59 with the settings of the voltage protection operation registers 57.

Сигнал с каждого цифрового компаратора поступает на вход соответствующею устройства задержки. Первое 48, второе 49, третье 50 устройства задержки однотипны и состоят из регистра 60 уставки времени защиты, счетчика 61 с предустановкой и конъюнктора (логическая схема «И») защиты.The signal from each digital comparator is fed to the input of the corresponding delay device. The first 48, second 49, and third 50 delay devices are of the same type and consist of a register 60 for setting the protection time, a counter 61 with a preset, and a conjunctor (logical circuit “I”) for protection.

Поскольку каналы защиты однотипны, то более подробно работу устройства защиты рассмотрим на примере одного второго канала защиты по напряжению. В исходном состоянии двунаправленный коммутатор 26 разомкнут, регистр 55 включения выхода находится в состоянии логической «1», выход второго компаратора 46 защиты находится в состоянии логического «0», что разрешает счетчику 61 второго устройства 49 задержки загрузку данных из регистра 60 уставки времени срабатывания защиты по напряжению. Выход счетчика (сигнал о переполнении) находится в состоянии логического «0», как и выход конъюнктора 62 второго устройства 49 задержки. Второй триггер 53 защиты также находится в состоянии логического «0». Логический «0» поступает на второй вход логического элемента 56 «ИЛИ-НЕ».Since the protection channels are of the same type, we will consider in more detail the operation of the protection device using the example of one second voltage protection channel. In the initial state, the bi-directional switch 26 is open, the output enable register 55 is in the logical “1” state, the output of the second protection comparator 46 is in the logical “0” state, which allows the counter 61 of the second delay device 49 to download the data from the register 60 of the protection operation time setting 60 by voltage. The output of the counter (signal overflow) is in the logical "0" state, as well as the output of the conjunctor 62 of the second delay device 49. The second protection trigger 53 is also in a logical “0” state. Logical "0" is fed to the second input of the logical element 56 "OR NOT".

При условии, что на остальные входы логического элемента 56 «ИЛИ-НЕ» от первого и третьего каналов устройства защиты будут поданы логические «0», то при переводе регистра 55 включения выхода в состояние логического «0» на выходе логического элемента 55 «ИЛИ-НЕ» появится логическая «1», что приведет к включению двунаправленного коммутатора 26 и переключению второго аналогового переключателя 28 с выхода первого ДН25 на выход второго ДН 29.Provided that the remaining inputs of the logic element 56 "OR NOT" from the first and third channels of the protection device will be given a logical "0", then when the register 55 switching the output to the state of the logical "0" at the output of the logical element 55 "OR- NOT ”a logical“ 1 ”will appear, which will lead to the inclusion of a bi-directional switch 26 and the switching of the second analog switch 28 from the output of the first DN25 to the output of the second DN 29.

При превышении напряжением на входе 36 (выходное напряжение первого ДН 25) порога срабатывания защиты, записанного в регистре 57 уставки параметра защиты, на выходе компаратора 46 защиты появится логическая «1», и счетчик 61 начнет обратный отсчет от числа, загруженного из регистра 60 уставки времени срабатывания защиты по напряжению. При переходе счетчика через ноль, на его выходе появится логическая «1». Если к этому моменту времени напряжение первого ДН 25 продолжает превышать порог; то компаратор 46 остается в состоянии логической «1», при этом на оба входа конъюнктора 62 защиты второго устройства 49 задержки поступят логические «1», и он переключит второй триггер 53 защиты в состояние логической «1». Выходной сигнал второго триггера 53 защиты по шине 34 сообщает управляющей ЭВМ 22 о срабатывании защиты по напряжению и логическая «1» поступает на первый вход логического элемента 56 «ИЛИ-НЕ». Логической «1» на одном или нескольких входах логического элемента 56 «ИЛИ-НЕ» соответствует логический «0» на его выходе, что сделает невозможным включение двунаправленного коммутатора 26.If the voltage at input 36 (the output voltage of the first DN 25) exceeds the protection threshold recorded in the protection parameter setting register 57, a logical “1” will appear at the output of the protection comparator 46, and the counter 61 will start counting down from the number loaded from the setting register 60 the response time of the voltage protection. When the counter goes over zero, a logical “1” will appear on its output. If at this point in time the voltage of the first DN 25 continues to exceed the threshold; then the comparator 46 remains in the logical “1” state, while the logical “1” will arrive at both inputs of the protection connector 62 of the second delay device 49, and it will switch the second protection trigger 53 to the logical “1” state. The output signal of the second trigger 53 of the protection on the bus 34 informs the host computer 22 about the operation of the voltage protection and a logical "1" is fed to the first input of the logic element 56 "OR NOT". Logical "1" at one or more inputs of the logic element 56 "OR NOT" corresponds to a logical "0" at its output, which will make it impossible to turn on the bi-directional switch 26.

Первый и третий каналы защиты выполняют свои функции аналогично.The first and third protection channels perform their functions in the same way.

Сброс защит осуществляется подачей сигнала от регистра 56 сброс защит на входы сброса первого 52, второго 53, третьего 54 триггеров защиты.The protection is reset by applying a signal from the register 56; the protection is reset to the reset inputs of the first 52, second 53, and third 54 protection triggers.

Напряжение современных АБ, применяемых в автономных объектах, превышает 100 В, что создает угрозу пробоя НУМ 18 в переходных режимах. Для исключения короткого замыкания, обычно, последовательно с каждым параллельно включенным транзистором НУМ включают предохранитель, который при пробое транзистора перегорает. При прерывании тока через НУМ напряжение отрицательной обратной связи с первого ИТ 19 отсутствует и под действием задающего напряжения ИОН 17 импульсный преобразователь начинает повышать свое выходное напряжение до максимально возможной величины (как в прототипе), что приведет к срабатыванию УЗ 27 и размыканию двунаправленного коммутатора 26. Нештатное выключение ЭИАБ может привести к аварийной ситуации на борту автономного объекта, потере не сохраненной информации и т.п.The voltage of modern batteries used in autonomous facilities exceeds 100 V, which poses a threat of breakdown of NUM 18 in transient conditions. To exclude a short circuit, usually, in series with each parallel-connected transistor, the NUM include a fuse that blows when a transistor is broken. When the current through the NUM is interrupted, the negative feedback voltage from the first IT 19 is absent and under the action of the reference voltage ION 17, the pulse converter starts to increase its output voltage to the maximum possible value (as in the prototype), which will lead to the operation of the US 27 and the opening of the bi-directional switch 26. An abnormal shutdown of the EIAB can lead to an emergency on board an autonomous object, loss of unsaved information, etc.

При наступлении прерывания тока через НУМ 18 по каким-либо причинам ИСТ из режима стабилизации тока IНУМ переводится в режим воспроизведения напряжения на выходе ФП 23. Для этого напряжение с выхода второго УС 21 через усилитель-инвертор 13 и первый аналоговый переключатель 10 подается на управляющий вход ДИП 6. С увеличением напряжения на выходе второго УС 21 напряжение UН тоже увеличивается. Применение усилителя-инвертора 13 требуется потому, что в штатном режиме с увеличением напряжения на выходе УС 21 НУМ 18 открывается, ток IНУМ увеличивается, а напряжение UН уменьшается.When a current interruption occurs through NUM 18 for some reason, the IST from the current stabilization mode I NUM is switched to the voltage reproduction mode at the output of the FP 23. For this, the voltage from the output of the second US 21 through the amplifier-inverter 13 and the first analog switch 10 is supplied to the control input DIP 6. With increasing voltage at the output of the second US 21 voltage U N also increases. The use of an amplifier-inverter 13 is required because in normal mode, with an increase in voltage at the output of US 21, NUM 18 opens, the current I NUM increases, and the voltage U N decreases.

Управление аналоговым переключателем 10 производится следующим образом. В штатном режиме переключатель 10 находится в состоянии, при котором выход первого УС 16 подключен к управляющему входу ДИП 6 по следующим причинам: а) напряжения с выхода первого ИТ 19 и с выхода ИОН 17 близки, т.к. отличаются только на величину ошибки импульсного стабилизатора тока IНУМ, поэтому второй компаратор 15 находится в состоянии логический «0»; б) конъюнктор 12 (логическая схема «И») находится в состоянии логический «0», триггер 11 находится в состоянии логический «0», напряжение на выходе УС 21 при достаточно высокой точности стабилизации напряжения UН соизмеримо с нулем, поэтому первый компаратор 14, который сравнивает это напряжение с нулем, находится в состоянии логический «0». При аварийном прерывании тока IНУМ напряжение с выхода первого ИТ 19 становится равным нулю и компаратор 15, который сравнивает это напряжение с напряжением ИОН 17, переходит в состояние логической «1». Поскольку в этом аварийном случае напряжение UН существенно увеличивается, то увеличивается напряжение на выходе УС 21 и компаратор 14 переходит в состояние логической «1». Конъюнктор 12 переходит в состояние логической «1» и переводит триггер 11 тоже в состояние логической «1». В этом случае аналоговый переключатель 10 переключается в состояние, при котором ко входу ДИП 6 присоединен выход УИ 13. Применение двух компараторов 14 и 16 и конъюнктора 12 позволяет исключить ложные срабатывания переключателя 10 в штатных переходных режимах: при увеличении UН ток IНУМ увеличивается, а при уменьшении UН ток IНУМ уменьшается, поэтому компараторы 14 и 15 одновременно сработать не могут. Применение триггера 11 позволяет исключить повторные переключения аналогового переключателя 10 при достижении выходного напряжения ДИП 6 требуемого значения напряжения UН, задаваемого ФП 23The analog switch 10 is controlled as follows. In normal mode, switch 10 is in a state in which the output of the first DC 16 is connected to the control input of DIP 6 for the following reasons: a) the voltages from the output of the first IT 19 and from the output of ION 17 are close, because differ only by the error value of the pulsed current stabilizer I NUM ; therefore, the second comparator 15 is in the logical “0” state; b) the conjunctor 12 (logical circuit “I”) is in the logical “0” state, the trigger 11 is in the logical “0” state, the voltage at the output of the DC 21 with a sufficiently high voltage stabilization accuracy U N is comparable to zero, therefore the first comparator 14 , which compares this voltage to zero, is in a logical "0" state. In the event of an emergency interruption of the current I NUM, the voltage from the output of the first IT 19 becomes equal to zero and the comparator 15, which compares this voltage with the voltage of the ION 17, goes into the logical "1" state. Since in this emergency case the voltage U N increases significantly, the voltage at the output of the DC 21 increases and the comparator 14 switches to the logical “1” state. The conjunctor 12 goes into the state of the logical "1" and puts the trigger 11 also in the state of the logical "1". In this case, the analog switch 10 switches to a state in which the output of the MDI 13 is connected to the input of the DIP 6. The use of two comparators 14 and 16 and the conjunctor 12 eliminates the false positives of the switch 10 in normal transient conditions: with an increase in U N, the current I NUM increases, and when U N decreases, the current I NUM decreases, therefore, the comparators 14 and 15 cannot simultaneously work. The use of trigger 11 eliminates the repeated switching of the analog switch 10 when the output voltage DIP 6 reaches the desired voltage value U N specified by the FP 23

При реализации электрического имитатора аккумуляторной батареи с защитой по току и напряжению двунаправленный импульсный преобразователь 6 может быть выполнен в соответствии с патентом WO 2007/109001. Функциональный преобразователь 23, счетчик 24 ампер-часов и устройство 27 защиты могут быть выполнены на микроконтроллере или программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС). Требуемые зарядно-разрядные характеристики задаются программным путем.When implementing an electric battery simulator with current and voltage protection, a bi-directional pulse converter 6 can be made in accordance with patent WO 2007/109001. The functional converter 23, the counter 24 ampere hours and the protection device 27 can be performed on a microcontroller or programmable logic integrated circuit (FPGA). The required charge-discharge characteristics are set by software.

Все составные части устройства защиты должны быть выполнены на цифровых микросхемах.All components of the protection device must be made on digital circuits.

Конвертер 4, инвертор 5, переключатель 7, двунаправленный коммутатор 26 могут быть выполнены по известным схемам. Датчики 25, 29 напряжения могут быть выполнены в виде резистивных делителей напряжения. Измерители 19 и 30 тока могут быть выполнены на основе датчиков с использованием эффекта Холла. Остальные устройства: аналоговые переключатели 10, 28, триггер 11, конъюнктор 12, усилитель-инвертор 13, компараторы 14, 15 могут быть выполнены на соответствующих микросхемах.Converter 4, inverter 5, switch 7, bi-directional switch 26 can be performed according to known schemes. Sensors 25, 29 voltage can be made in the form of resistive voltage dividers. Current meters 19 and 30 can be made on the basis of sensors using the Hall effect. Other devices: analog switches 10, 28, trigger 11, conjunctor 12, amplifier-inverter 13, comparators 14, 15 can be performed on the appropriate microcircuits.

Claims (4)

1. Электрический имитатор аккумуляторной батареи с защитой по току и напряжению, содержащий источник электропитания постоянного тока, первый усилитель-сумматор, к суммирующему входу которого подключен источник опорного напряжения, к вычитающему входу усилителя-сумматора подключен информационный выход первого измерителя тока, один вывод которого присоединен к общей клемме имитатора, а другой вывод ко второму выводу регулируемого непрерывного усилителя мощности, ко входу управления непрерывного усилителя мощности через усилитель напряжения присоединен выход второго усилителя-сумматора, второй измеритель тока вторым выводом подключен к положительной выходной клемме имитатора, первый аналоговый переключатель, первый датчик напряжения, вторым выводом присоединенный к общей клемме имитатора, управляющую ЭВМ, отличающийся тем, что дополнительно введены конвертер, инвертор, четырехполюсный переключатель, двунаправленный управляемый импульсный преобразователь, первый триггер, первый конъюнктор, усилитель-инвертор, первый и второй компараторы, функциональный преобразователь, счетчик ампер-часов, первый и второй датчики напряжения, устройство защиты, двунаправленный коммутатор, второй аналоговый переключатель, управляющая ЭВМ, причем плюсовые и минусовые входные шины конвертера, инвертора и двунаправленного управляемого импульсного преобразователя объединены и подключены к положительному и отрицательному выходным выводам источника постоянного тока, выходные положительные и отрицательные шины конвертера подключены к двум размыкающим контактам четырехполюсного переключателя, выходные положительные и отрицательные шины инвертора подключены к двум замыкающим контактам четырехполюсного переключателя, силовые выводы переключателя объединены попарно в выводы для подключения зарядного устройства системы электропитания, управляющие входы конвертера и инвертора подключены к первой и второй шинам управляющей ЭВМ, выходная плюсовая клемма двунаправленного импульсного преобразователя соединена с первым выводом непрерывного усилителя мощности, первым выводом первого датчика напряжения и первым выводом двунаправленного коммутатора, второй вывод которого соединен с первым выводом второго измерителя тока, выходная минусовая клемма двунаправленного импульсного преобразователя соединена с общей клеммой и отрицательной выходной клеммой имитатора, к управляющему входу двунаправленного импульсного преобразователя подключен первый аналоговый переключатель, к одному входу которого подключен выход первого усилителя-сумматора, к другому входу первого аналогового переключателя подключен выход усилителя-инвертора, вход которого подключен одновременно к выходу второго усилителя-сумматора и к инверсному входу первого компаратора, прямой вход которого соединен с общей клеммой, выход первого компаратора соединен с одним входом первого конъюнктора, другой вход которого соединен с выходом второго компаратора, к инверсному входу которого подключен выход первого измерителя тока, а к прямому входу второго компаратора подключен источник опорного напряжения, выход первого конъюнктора через первый триггер подключен к управляющему входу первого аналогового переключателя, к вычитающему входу усилителя-сумматора подключен выход функционального преобразователя, к первому входу которого подключена третья шина управляющей ЭВМ, ко второму входу функционального преобразователя подключен выход счетчика ампер-часов, к первому входу которого подключена пятая шина управляющей ЭВМ, ко второму входу счетчика ампер-часов подключен выход второго измерителя тока, к первому выводу которого подключен первый вывод второго датчика напряжения, второй вывод второго датчика напряжения соединен с общей клеммой имитатора, к первому выводу двунаправленного коммутатора подключен первый вывод первого датчика напряжения, выходы первого и второго датчиков напряжения подключены соответственно к третьему входу и четвертому входам устройства защиты и первому и второму входам второго аналогового переключателя, выход которого подключен к суммирующему входу усилителя-сумматора; первый вход устройства защиты подключен к четвертой шине управляющей ЭВМ, второй вход устройства защиты подключен к выходу второго измерителя тока, первый выход устройства защиты подключен к управляющему входу двунаправленного коммутатора, второй выход подключен к управляющему входу второго аналогового переключателя.1. An electrical simulator of a battery with current and voltage protection, comprising a DC power source, a first adder amplifier, to a summing input of which a reference voltage source is connected, an information output of a first current meter, one output of which is connected, is connected to a subtracting input of the amplifier-adder to the common terminal of the simulator, and the other terminal to the second terminal of an adjustable continuous power amplifier, to the control input of a continuous power amplifier through an amplifier the output is connected to the second amplifier-adder, the second current meter is connected to the positive output terminal of the simulator by the second output, the first analog switch, the first voltage sensor, the second output connected to the common terminal of the simulator, controlling the computer, characterized in that the converter, inverter, and four-pole are additionally introduced switch, bi-directional controlled pulse converter, first trigger, first conjunctor, inverter-amplifier, first and second comparators, functional conversion caller, ampere-hour meter, first and second voltage sensors, protection device, bi-directional switch, second analog switch that controls the computer, the plus and minus input buses of the converter, inverter and bi-directional controlled pulse converter are combined and connected to the positive and negative output terminals of the source DC, the output positive and negative buses of the converter are connected to the two NC contacts of the four-pole switch, the output will The inverter's negative and negative buses are connected to the two make-up contacts of the four-pole switch, the power terminals of the switch are paired to the terminals for connecting the charger of the power supply system, the control inputs of the converter and inverter are connected to the first and second buses of the control computer, the output plus terminal of a bi-directional pulse converter is connected to the first the output of a continuous power amplifier, the first output of the first voltage sensor and the first output of a bidirectional commutator a torus, the second output of which is connected to the first output of the second current meter, the negative output terminal of the bi-directional pulse converter is connected to the common terminal and the negative output terminal of the simulator, the first analog switch is connected to the control input of the bi-directional pulse converter, the output of the first amplifier-adder is connected to one input of it , to the other input of the first analog switch is connected the output of the amplifier-inverter, the input of which is connected simultaneously to the output of W of the amplifier-adder and to the inverse input of the first comparator, the direct input of which is connected to a common terminal, the output of the first comparator is connected to one input of the first conjunctor, the other input of which is connected to the output of the second comparator, to the inverse input of which the output of the first current meter is connected, and to a direct voltage source is connected to the direct input of the second comparator, the output of the first conjunctor through the first trigger is connected to the control input of the first analog switch, to the subtracting input of the amplifier the output of the functional converter is connected to the first input of which the third bus of the control computer is connected, the output of the amp-hour counter is connected to the second input of the functional converter, the fifth bus of the control computer is connected to the first input and the output of the second current meter is connected to the second input of the amp-hour counter , the first terminal of which is connected to the first terminal of the second voltage sensor, the second terminal of the second voltage sensor is connected to a common terminal of the simulator, to the first terminal bi-directional the first switch of the first voltage sensor is connected, the outputs of the first and second voltage sensors are connected respectively to the third input and fourth inputs of the protection device and the first and second inputs of the second analog switch, the output of which is connected to the summing input of the amplifier-adder; the first input of the protection device is connected to the fourth bus of the control computer, the second input of the protection device is connected to the output of the second current meter, the first output of the protection device is connected to the control input of the bi-directional switch, the second output is connected to the control input of the second analog switch. 2. Устройство защиты электрического имитатора аккумуляторной батареи, содержащее первый компаратор защиты, последовательно соединенный с первым устройством задержки, отличающееся тем, что дополнительно введены второй компаратор защиты, последовательно соединенный со вторым устройством задержки, третий компаратор защиты, последовательно соединенный с третьим устройством задержки, регистр сброса защиты; регистр включения выхода, первый, второй, третий триггеры защиты, логический элемент «ИЛИ-НЕ», причем четвертая шина управляющей ЭВМ соединена с шиной управления устройства защиты, к которой присоединены входы уставки первого, второго, третьего компаратора защиты, входы уставки первого, второго, третьего устройства задержки, вход регистра сброса защиты; вход регистра включения выхода, к сигнальному входу первого компаратора защиты подключен выход второго измерителя тока, к сигнальному входу второго компаратора защиты подключен выход первого датчика напряжения, к сигнальному входу третьего компаратора защиты подключен выход второго датчика напряжения, выход первого устройства задержки подключен ко входу установки первого триггера защиты, выход второго устройства задержки подключен ко входу установки второго триггера защиты, выход третьего устройства задержки подключен ко входу установки третьего триггера защиты, ко входам сброса первого, второго, третьего триггеров защиты подключен выход регистра сброса защиты, выходы первого, второго, третьего триггеров защиты подключены соответственно к первому, второму, третьему входу логического элемента «ИЛИ-НЕ» и к шине управления устройства защиты, выход регистра включения выхода подключен к четвертому входу логического элемента «ИЛИ-НЕ», выход которого распараллелен и подключен к управляющему входу двунаправленного коммутатора и к управляющему входу второго аналогового переключателя.2. A protection device for an electric battery simulator comprising a first protection comparator connected in series with a first delay device, characterized in that a second protection comparator connected in series with a second delay device, a third protection comparator connected in series with a third delay device, is additionally introduced reset protection; output enable register, first, second, third protection triggers, OR-NOT logic element, the fourth bus of the control computer being connected to the control bus of the protection device, to which the setpoint inputs of the first, second, third protection comparator, setpoint inputs of the first, second ; a third delay device; input of a reset protection register; the input enable register, the output of the second current meter is connected to the signal input of the first protection comparator, the output of the first voltage sensor is connected to the signal input of the second protection comparator, the output of the second voltage sensor is connected to the signal input of the third protection comparator, the output of the first delay device is connected to the installation input of the first protection trigger, the output of the second delay device is connected to the input of the installation of the second protection trigger, the output of the third delay device is connected to the input of the Changes to the third protection trigger, the output of the protection reset register is connected to the reset inputs of the first, second, third protection triggers, the outputs of the first, second, third protection triggers are connected respectively to the first, second, third input of the OR-NOT logic element and to the device control bus protection, the output enable register is connected to the fourth input of the OR-NOT logic element, the output of which is parallel and connected to the control input of the bi-directional switch and to the control input of the second analog on the switch. 3. Устройство защиты по п. 2, отличающееся тем, что каждый компаратор защиты содержит регистр уставки параметра защиты, вход которого является входом уставки соответствующего компаратора защиты, а выходом к инверсному входу цифрового компаратора, к прямому входу которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя, вход которого является сигнальным входом соответствующего компаратора защиты, выход цифрового компаратора является выходом соответствующего компаратора защиты.3. The protection device according to claim 2, characterized in that each protection comparator contains a protection parameter setting register, the input of which is the input of the setting of the corresponding protection comparator, and an output to the inverse input of the digital comparator, to the direct input of which an analog-to-digital converter output is connected, whose input is the signal input of the corresponding protection comparator, the output of the digital comparator is the output of the corresponding protection comparator. 4. Устройство защиты по п. 2, отличающееся тем, что каждое устройство задержки содержит регистр уставки времени защиты, вход которого является входом уставки соответствующего устройства задержки, выход регистра уставки времени защиты подключен ко входу данных счетчика с предустановкой, вход загрузки счетчика является сигнальным входом соответствующего устройства задержки и соединен с первым входом конъюнктора защиты, второй вход которого соединен с выходом счетчика, выход конъюнктора защиты является выходом соответствующего устройства задержки.4. The protection device according to claim 2, characterized in that each delay device contains a protection time setting register, the input of which is the input of the corresponding delay device setting, the output of the protection time setting register is connected to the counter data input with a preset, the counter load input is a signal input the corresponding delay device and is connected to the first input of the protection conjunct, the second input of which is connected to the counter output, the output of the protection conjunct is the output of the corresponding device and delay.
RU2016148982A 2016-12-13 2016-12-13 Electrical simulator of storage battery with current and voltage protection and protection device for electrical simulator of storage battery RU2635897C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148982A RU2635897C1 (en) 2016-12-13 2016-12-13 Electrical simulator of storage battery with current and voltage protection and protection device for electrical simulator of storage battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148982A RU2635897C1 (en) 2016-12-13 2016-12-13 Electrical simulator of storage battery with current and voltage protection and protection device for electrical simulator of storage battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2635897C1 true RU2635897C1 (en) 2017-11-16

Family

ID=60328516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016148982A RU2635897C1 (en) 2016-12-13 2016-12-13 Electrical simulator of storage battery with current and voltage protection and protection device for electrical simulator of storage battery

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2635897C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181029U1 (en) * 2018-03-29 2018-07-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Electronic battery simulator for testing power supply systems
RU187703U1 (en) * 2018-11-26 2019-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Control command shaper for testing spacecraft power supply systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1509949A1 (en) * 1988-01-15 1989-09-23 Завод-Втуз-Филиал Красноярского Политехнического Института Device for modeling storage battery
WO2001015023A1 (en) * 1999-08-19 2001-03-01 Motorola Inc. Modularized battery models for electronic circuit simulators
US20150268285A1 (en) * 2014-03-24 2015-09-24 Ford Global Technologies, Llc Battery simulator with variable current capacity
RU165168U1 (en) * 2015-12-14 2016-10-10 Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" LITHIUM-ION BATTERY SIMULATOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1509949A1 (en) * 1988-01-15 1989-09-23 Завод-Втуз-Филиал Красноярского Политехнического Института Device for modeling storage battery
WO2001015023A1 (en) * 1999-08-19 2001-03-01 Motorola Inc. Modularized battery models for electronic circuit simulators
US20150268285A1 (en) * 2014-03-24 2015-09-24 Ford Global Technologies, Llc Battery simulator with variable current capacity
RU165168U1 (en) * 2015-12-14 2016-10-10 Акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" LITHIUM-ION BATTERY SIMULATOR

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181029U1 (en) * 2018-03-29 2018-07-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Electronic battery simulator for testing power supply systems
RU187703U1 (en) * 2018-11-26 2019-03-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Control command shaper for testing spacecraft power supply systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6144187A (en) Power measurement for adaptive battery charger
US20160134160A1 (en) Systems and methods for battery management
WO2018225416A1 (en) Electricity storage system and management device
US20010019256A1 (en) Method and device for balancing charges of a plurality of series-connected battery cells
US20060232244A1 (en) Systems for charging a battery in a closed loop configuration
Lee et al. Development of a hardware-in-the-loop simulation system for testing cell balancing circuits
CN116647010B (en) Charging and discharging circuit and electronic device
KR20180039454A (en) Diagnostic appratus and power system including the same
JP2014193111A (en) Direct current micro-grid charge/discharge system for plural secondary batteries connected in series
US20180287408A1 (en) Direct current uninterruptible power supply with ac power supply and related methods
CN110417081B (en) Power supply circuit and uninterrupted power supply UPS system
CN104716734B (en) Use the energy storage system of uninterruptible power supply
CN107257160B (en) DC operation power supply system and control method thereof
US20150021989A1 (en) Direct-current uninterruptible power supply system and device
RU2635897C1 (en) Electrical simulator of storage battery with current and voltage protection and protection device for electrical simulator of storage battery
US20170141598A1 (en) Electric battery comprising an electronic management system
KR101009944B1 (en) Control device and control method for power conversion system having instantaneous voltage drop-service interruption counter-measure functions
JP7350164B2 (en) Electronic devices, charging methods, and charging systems
CN103323645A (en) Voltage detecting circuit of multiple cell units in series and battery protecting system
JP6782410B2 (en) Power fluctuation mitigation system
JP5489779B2 (en) Lithium-ion battery charging system and charging method
RU2666523C1 (en) Uninterrupted power supply source for on-board equipment
JP2020115718A (en) Charging device
Ninomiya et al. Novel control strategy for parallel operation of power supply modules
CN113471992B (en) Cabinet power supply method, system, equipment and medium

Legal Events

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

Effective date: 20191214