RU2653848C1 - Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности - Google Patents
Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653848C1 RU2653848C1 RU2017124905A RU2017124905A RU2653848C1 RU 2653848 C1 RU2653848 C1 RU 2653848C1 RU 2017124905 A RU2017124905 A RU 2017124905A RU 2017124905 A RU2017124905 A RU 2017124905A RU 2653848 C1 RU2653848 C1 RU 2653848C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- voltage
- converter
- diode bridge
- power supply
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и ,в частности, к системам вторичных источников электропитания, и может быть использовано на железнодорожном транспорте для электропитания радиомодемов малой мощности. Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности содержит трансформатор тока, выпрямительный диодный мост, выходные зажимы которого подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора, аккумуляторную батарею, управляемый коммутатор, неполярный конденсатор, защитный блок и ограничитель напряжения. В выпрямительный диодный мост включен сглаживающий конденсатор. Трансформатор тока выполнен с замкнутым магнитопроводом, через окно которого пропущена перемычка для пропуска тягового тока по рельсам между блок-участками автоблокировки и выполняющая функцию первичной обмотки трансформатора, параллельно вторичной обмотки трансформатора тока включен неполярный конденсатор с образованием резонансного контура, настроенного на промышленную частоту и подключенного через последовательно соединенные защитный блок и ограничитель напряжения к входным зажимам выпрямителя на диодном мосту. Преобразователь-стабилизатор по схеме DC-DC конвертора соединен выходными зажимами с входами управляемого коммутатора для подачи напряжения на входы электропитания радиомодема и входы заряда аккумуляторной батареи, выходы которой подключены к другим входам управляемого коммутатора, другим выходом соединенного с информационным входом радиомодема. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции вторичного источника питания радиомодема за счет съема электрической энергии бесконтактным способом через переменное магнитное поле, создаваемое протекающим тяговым током по рельсовой линии. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и, в частности, к системам вторичных источников электропитания, и может быть использовано на железнодорожном транспорте для электропитания радиомодемов малой мощности (от 0,8 до 3 Вт), находящихся на перегонах, например для электропитания радиомодемов (приемопередатчиков) индустриальной системы «Интернет вещей».
Известен вторичный источник бесперебойного питания с отбором мощности от тока фазного провода, содержащий первичный преобразователь, который образован кольцевым магнитопроводом, замкнутым вокруг фазного провода, на котором размещена вторичная обмотка, выходные зажимы которой образуют выходные зажимы первичного преобразователя, выпрямительный диодный мост, сглаживающий полярный конденсатор, преобразователь-стабилизатор напряжения, выполненный по схеме DC-DC конвертора, выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к нагрузке, аккумуляторную батарею, зарядное устройство, неполярный конденсатор, разрядник газовый, стабилизатор напряжения, ограничитель тока, токовый шунт для контроля тока аккумуляторной батареи, токовый шунт для контроля тока нагрузки, диод автоматического подключения аккумуляторной батареи, аналого-цифровой преобразователь контроля напряжения аккумуляторной батареи, аналого-цифровой преобразователь контроля тока аккумуляторной батареи, аналого-цифровой преобразователь контроля напряжения нагрузки, аналого-цифровой преобразователь контроля тока нагрузки, аналого-цифровой преобразователь контроля напряжения сглаживающего конденсатора (RU2496204 C1, H02J 3/00, 03.05.2012).
Недостатком известного вторичного источника электропитания с отбором мощности от протекающего тока по фазному проводу линии электропередачи (ЛЭП) является сложность конструкции, сравнительно большая масса и габариты из-за того, что через окно трансформатора тока пропускается фазный провод линии ЛЭП высокого напряжения.
Наиболее близким аналогом является вторичный источник бесперебойного питания, содержащий трансформатор тока с вторичной обмоткой, первичная обмотка которого включена в цепь фазного провода, трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, а вторичная обмотка трансформатора напряжения подключена к входу выпрямительного диодного моста со сглаживающей емкостью, выходные зажимы выпрямительного диодного моста подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора, а выходные зажимы стабилизатора напряжения подключены к включенным параллельно нагрузке источника питания и аккумуляторной батарее, шунтирующие ветви, включенные параллельно входным зажимам стабилизатора напряжения, образованные последовательно соединенными транзистором и резистором, включенным в цепь коллектора транзистора, а база транзистора соединена с выходом делителя напряжения шунтирующей ветви, выполненного в виде последовательно соединенных резисторов, включенных параллельно входным зажимам стабилизатора напряжения (RU 2379742 C1, G05F 1/618, 20.01.2010).
Недостатком известного вторичного источника электропитания с отбором мощности от протекающего тока по фазному проводу ЛЭП является сложность конструкции, сравнительно большая масса и габариты из-за того, что через окно трансформатора тока пропускается фазный провод линии ЛЭП высокого напряжения, а также низкая эффективность, кроме того, схема отбора мощности рассчитана на непрерывно протекающий ток по фазному проводу ЛЭП.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции вторичного источника питания радиомодема за счет съема электрической энергии бесконтактным способом через переменное магнитное поле, создаваемое протекающим тяговым током по рельсовой линии.
Технический результат достигается тем, что вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности содержит трансформатор тока, выпрямительный диодный мост, выходные зажимы которого подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора, аккумуляторную батарею, управляемый коммутатор, неполярный конденсатор, защитный блок и ограничитель напряжения, при этом в выпрямительный диодный мост включен сглаживающий конденсатор, трансформатор тока выполнен с замкнутым магнитопроводом, через окно которого пропущена перемычка для пропуска тягового тока по рельсам между блок-участками автоблокировки и выполняющая функцию первичной обмотки трансформатора, параллельно вторичной обмотки трансформатора тока включен неполярный конденсатор с образованием резонансного контура, настроенного на промышленную частоту и подключенного через последовательно соединенные защитный блок и ограничитель напряжения к входным зажимам выпрямителя на диодном мосту, преобразователь-стабилизатор по схеме DC-DC конвертора соединен выходными зажимами с входами управляемого коммутатора для подачи напряжения на входы электропитания радиомодема и входы заряда аккумуляторной батареи, выходы которой подключены к другим входам управляемого коммутатора, другим выходом соединенного с информационным входом радиомодема.
Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема одного из вариантов выполнения вторичного источника питания радиомодема малой мощности.
Вторичный источник электропитания содержит трансформатор 1 тока, неполярный конденсатор 2, защитный блок 3, ограничитель напряжения 4, выпрямительный диодный мост 5, преобразователь-стабилизатор 6 по схеме DC-DC конвертора, управляемый коммутатор 7, аккумуляторную батарею 8. При этом трансформатор 1 тока выполнен с замкнутым магнитопроводом 9, первичной обмоткой которого является пропущенная через окно магнитопровода 9 междроссельная перемычка 10 дроссель трансформатора 11, соединенного с рельсовой линией 12. Параллельно вторичной обмотке 13 трансформатора 1 тока подключен неполярный конденсатор 2 с образованием параллельного резонансного контура, настроенного на промышленную частоту 50 Гц. В выпрямительный диодный мост 5 включен сглаживающий конденсатор (не показан).
Выводы вторичной обмотки 13 трансформатора 1 тока через последовательно соединенные защитный блок 3 и ограничитель 4 напряжения подключены к входным зажимам выпрямительного диодного моста 5, выходные зажимы которого через преобразователь-стабилизатор 6 по схеме DC-DC конвертора подключены к входам управляемого коммутатора 7 для подачи напряжения на входы электропитания радиомодема 14 и входы заряда аккумуляторной батареи 8.
Выходы аккумуляторной батареи подключены к другим входам управляемого коммутатора 7, другим выходом соединенного с информационным входом радиомодема 14.
Магнитопровод 9 трансформатора 1 тока выполнен разъемным, что позволяет легко установить в его окно перемычку 11, соединяющую дроссель-трансформатор 11 с рельсовой линией 12, не нарушая работу аппаратуры рельсовых цепей.
На чертеже представлены элементы системы тягового электроснабжения тяговые подстанции 15 и 16 и контактный провод 17, а также электроподвижной состав (ЭПС) 18.
Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности работает следующим образом.
В любой точке электрифицированной железной дороги происходит возврат токов по рельсам на тяговую подстанцию 15 или от находящегося на рельсовой линии 12 по меньшей мере одного электроподвижного состава 18 (ЭПС 18), т.е. электропитание ЭПС 18 проходит через контактную сеть 17, а возврат токов происходит через рельсовую линию 12 обратного тока, которая включает в себя рельсовые звенья, накладки, стыковые соединители, рельсовые и междроссельные перемычки 10, заземления на тяговой подстанции, протяженное заземление самих рельсов и другие устройства.
Предлагаемый источник электропитания осуществляет съем электрической энергии бесконтактным способом через переменное магнитное поле, создаваемое протекающим тяговым током по междроссельной перемычке 10. Особенностью рельсовой линии 12 обратного тока тяговой сети является то, что она имеет относительно земли низкий потенциал - практически около нуля, и наличие тока в ней не постоянное, а в момент нахождения на участке между тяговыми подстанциями 15 и 16 по крайней мере одного ЭПС 18.
При наличии ЭПС 18 на участке по междроссельной перемычке 9 протекает обратный тяговый ток, который наводит напряжение в параллельном резонансном контуре из вторичной обмотки 13 трансформатора 1 тока и неполярного конденсатора 2. Наведенное напряжение поступает через защитный блок 3 на ограничитель 4 и далее на выпрямительный диодный мост 5. Выпрямительный диодный мост 5 со сглаживающим конденсатором преобразует переменное напряжение в постоянное напряжение, которое подается на преобразователь-стабилизатор 6 DC-DC конвертора, динамический диапазон работы которого по входному напряжению составляет 20 дБ.
Динамический диапазон токов, при котором происходит съем энергии с рельсовой линии 12 обратного тока тяговой сети, находится в пределах 10-300 А, т.е. значительно больше. Уменьшение динамического диапазона напряжений на входе преобразователя-стабилизатора 6 DC-DC конвертора обеспечивается ограничителем 4 и защитным блоком 3, разрядники которого защищают элементы схемы от перенапряжений, возникающих при токах короткого замыкания в тяговой сети. В результате чего на входе преобразователя-стабилизатора 6 диапазон изменений напряжений не превышает 20 дБ, а на его выходе поддерживается стабильное постоянное напряжение, достаточное для работы радиомодема 14.
С выхода преобразователя-стабилизатора 6 DC-DC конвертора напряжение поступает на управляемый коммутатор 7, обеспечивающий подачу напряжения на входы заряда аккумуляторной батареи 8 и на вход электропитания радиомодема 14.
Электропитание на радиомодем 14 может поступать через управляемый коммутатора 7 как с преобразователя-стабилизатора 6 DC-DC, так и от аккумуляторной батареи 8.
При наличии тока в рельсовой линии 12, управляемый коммутатор 7 подает напряжение на входы заряда аккумуляторной батареи 8 энергии и на входы питания радиомодема 14. В случае отсутствия обратного тока в рельсовой линии 12 управляемый коммутатор 7 обеспечивает подачу питающего напряжения на радиомодем 14 от аккумуляторной батареи 8.
При выходе из строя аккумуляторной батареи 8 или понижении на ней напряжения ниже определенного уровня управляемый коммутатор 7 формирует код «неисправность накопителя энергии» и подает сигналы этого кода на информационный вход радиомодема 14, который передает его в систему диагностики (не показана).
Таким образом, предлагаемый источник электропитания обеспечивает бесперебойный режим электропитания радиомодемов малой мощности, размещенных вблизи рельсовых линий железной дороги.
Claims (1)
- Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности, содержащий трансформатор тока, выпрямительный диодный мост, выходные зажимы которого подключены к входным зажимам преобразователья-стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора, и аккумуляторную батарею, отличающийся тем, что в него введены управляемый коммутатор, неполярный конденсатор, защитный блок и ограничитель напряжения, при этом в выпрямительный диодный мост включен сглаживающий конденсатор, трансформатор тока выполнен с замкнутым магнитопроводом, через окно которого пропущена перемычка для пропуска тягового тока по рельсам между блок-участками автоблокировки, выполняющая функцию первичной обмотки трансформатора, параллельно вторичной обмотки трансформатора тока включен неполярный конденсатор с образованием резонансного контура, настроенного на промышленную частоту и подключенного через последовательно соединенные защитный блок и ограничитель напряжения к входным зажимам выпрямителя на диодном мосту, преобразователь-стабилизатор соединен выходными зажимами с входами управляемого коммутатора для подачи напряжения на входы электропитания радиомодема и входы заряда аккумуляторной батареи, выходы которой подключены к другим входам управляемого коммутатора, другим выходом соединенного с информационным входом радиомодема.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124905A RU2653848C1 (ru) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124905A RU2653848C1 (ru) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2653848C1 true RU2653848C1 (ru) | 2018-05-15 |
Family
ID=62152965
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017124905A RU2653848C1 (ru) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2653848C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6157168A (en) * | 1999-10-29 | 2000-12-05 | International Business Machines Corporation | Secondary power supply for an uninterruptible power system |
RU2379742C1 (ru) * | 2008-12-25 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Вторичный источник бесперебойного питания |
RU2465157C2 (ru) * | 2008-02-29 | 2012-10-27 | Кавасаки Дзукогио Кабусики Кайся | Система электроснабжения электрической железной дороги |
RU2496204C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Вторичный источник бесперебойного питания с отбором мощности от тока фазного провода |
-
2017
- 2017-07-12 RU RU2017124905A patent/RU2653848C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6157168A (en) * | 1999-10-29 | 2000-12-05 | International Business Machines Corporation | Secondary power supply for an uninterruptible power system |
RU2465157C2 (ru) * | 2008-02-29 | 2012-10-27 | Кавасаки Дзукогио Кабусики Кайся | Система электроснабжения электрической железной дороги |
RU2379742C1 (ru) * | 2008-12-25 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Вторичный источник бесперебойного питания |
RU2496204C1 (ru) * | 2012-05-03 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Вторичный источник бесперебойного питания с отбором мощности от тока фазного провода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9276474B2 (en) | Power conversion system with controlled neutral | |
JP3747071B2 (ja) | 電源システム | |
US10186874B2 (en) | Predicting high-voltage direct current transmission in a wind turbine system | |
US20170117731A1 (en) | Power source device | |
US10944333B2 (en) | Power supply unit for a self-powered intelligent electronic device | |
US20130223117A1 (en) | Power supply system | |
WO2019030781A1 (en) | OUTPUT POWER GENERATING SYSTEM AND USE THEREOF | |
TW201351846A (zh) | 在低電壓事件期間用於供電給儀器的系統、方法與設備 | |
Omitola et al. | Design and Construction of 1KW (1000VA) Power Inverter | |
RU2653848C1 (ru) | Вторичный источник электропитания радиомодема малой мощности | |
US20180083525A1 (en) | Method for generating harmonics free dc to ac inverters | |
RU2583002C1 (ru) | Устройство вторичного электропитания с резервированием | |
RU2337450C1 (ru) | Способ электроснабжения низковольтных потребителей электроэнергии постоянного тока, удаленных от источников электроэнергии | |
EP0010811A1 (en) | Switching transistor over-voltage protection means | |
RU158492U1 (ru) | Устройство заряда-разряда емкостного накопителя энергии | |
CN204927003U (zh) | 一种无触点有载调压变压器 | |
RU2459335C1 (ru) | Устройство автоматического регулирования компенсации реактивной мощности | |
RU2762932C1 (ru) | Способ регулирования реактивной мощности тяговой сети | |
CN116014910B (zh) | 无线供电电路、供电电源和物流分拣系统 | |
NL2029006B1 (en) | Device for control of power exchange in a grid | |
RU2782150C2 (ru) | Система генерирования выходной мощности и соответствующее применение | |
RU2665030C1 (ru) | Система электропитания | |
RU2729039C1 (ru) | Комбинированная система плавки гололеда и сглаживания графиков нагрузки с использованием накопителей энергии на основе аккумуляторных батарей и суперконденсаторов большой мощности, находящихся в составе автономной энергоустановки | |
Sopov et al. | Adaptive systems of traction power supply | |
RU158319U1 (ru) | Устройство для электроснабжения телеуправляемого необитаемого подводного аппарата с борта судна-носителя на постоянном токе |