RU74243U1

RU74243U1 - POWER INSTALLATION

Info

Publication number: RU74243U1
Application number: RU2008107313/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Трофименко; Владимир Леонидович Туманов
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2008-06-20

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, более конкретно, к устройствам для преобразования химической энергии в электрическую в топливных элементах и может найти применение при создании автономных источников питания мощностью до 10 кВт и выше.Технический результат заключается в повышении надежности, улучшении энергетических характеристик и ресурса работы энергоустановки.Энергоустановка содержит электрохимический генератор, преобразователь напряжения, входы которого подключены к выводам электрохимического генератора, а выходы предназначены для подключения нагрузки, систему управления электрохимическим генератором и преобразователем напряжения, при этом к выводам электрохимического генератора подключен блок диагностики, выполненный с возможностью реализации функции отключения преобразователя напряжения в режиме диагностики и измерения тока короткого замыкания и напряжения разомкнутой цепи электрохимического генератора, при этом выход блока диагностики соединен с входом включения/отключения преобразователя напряжения, а входы/выходы информационных сигналов соединены с соответствующими выходами/входами информационных сигналов системы управления электрогенератором и преобразователем напряжения. 2 ил. The utility model relates to the field of electrical engineering, more specifically, to devices for converting chemical energy into electrical energy in fuel cells and can be used to create autonomous power supplies with power up to 10 kW and higher. The technical result is to increase reliability, improve energy characteristics and service life Power plants. The power plant contains an electrochemical generator, a voltage converter, the inputs of which are connected to the terminals of the electrochemical generator, and the outputs are designed to connect the load, the control system of the electrochemical generator and the voltage converter, while a diagnostic unit is connected to the terminals of the electrochemical generator, configured to implement the function of disconnecting the voltage converter in the diagnostic mode and measuring the short circuit current and open circuit voltage of the electrochemical generator, while the output the diagnostic unit is connected to the on / off input of the voltage converter, and the inputs / outputs of information These signals are connected to the corresponding outputs / inputs of the information signals of the control system of the electric generator and the voltage converter. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, более конкретно, к устройствам для преобразования химической энергии в электрическую в топливных элементах и может найти применение при создании автономных источников питания мощностью до 10 кВт и выше.The utility model relates to the field of electrical engineering, more specifically, to devices for converting chemical energy into electrical energy in fuel cells and can be used to create autonomous power sources with a capacity of up to 10 kW and above.

Известна установка, содержащая электрохимический генератор, преобразователь напряжения и систему управления (Патент США 6979504).A known installation containing an electrochemical generator, a voltage Converter and a control system (US Patent 6979504).

В известной энергоустановке отсутствуют средства, позволяющие определить действительные параметры электрохимического генератора, в основном определяемые вольтамперной характеристикой, диагностировать ухудшение характеристик электрохимического генератора и обеспечить восстановление его энергетических характеристик.In the known power plant there are no means to determine the actual parameters of the electrochemical generator, mainly determined by the current-voltage characteristic, to diagnose the deterioration of the characteristics of the electrochemical generator and to ensure the restoration of its energy characteristics.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в повышении надежности, улучшении энергетических характеристик и ресурса работы энергоустановки.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase reliability, improve energy performance and resource of the power plant.

Технический результат достигается тем, что энергоустановка содержит электрохимический генератор, преобразователь напряжения, входы которого подключены к выводам электрохимического генератора, а выходы предназначены для подключения нагрузки, систему управления электрохимическим генератором и преобразователем напряжения, при этом к выводам электрохимического генератора подключен блок диагностики, выполненный с возможностью реализации функции отключения преобразователя напряжения в режиме диагностики и измерения тока короткого замыкания и напряжения разомкнутой цепи электрохимического генератора, при этом выход блока диагностики соединен с входом включения/отключения преобразователя напряжения, а входы/выходы информационных сигналов соединены с соответствующими выходами/входами информационных сигналов системы управления электрогенератором и преобразователем напряжения.The technical result is achieved by the fact that the power plant contains an electrochemical generator, a voltage converter, the inputs of which are connected to the terminals of the electrochemical generator, and the outputs are designed to connect the load, the control system of the electrochemical generator and the voltage converter, while a diagnostics unit connected to the terminals of the electrochemical generator is configured to implementation of the function of disconnecting the voltage converter in the diagnostic mode and measuring the short-circuit current voltage and open circuit of the electrochemical generator, while the output of the diagnostic unit is connected to the on / off input of the voltage converter, and the inputs / outputs of the information signals are connected to the corresponding outputs / inputs of the information signals of the control system of the generator and voltage converter.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На фиг.1 приведена схема энергоустановкиFigure 1 shows a diagram of a power plant

на фиг.2 - схема блока диагностики.figure 2 is a diagram of a diagnostic unit.

Энергоустановка содержит электрохимический генератор 1 с источником водорода 2, преобразователь 3 напряжения, входы которого подключены к выводам электрохимического генератора, а выходы предназначены для подключения нагрузки 4, систему 5 управления электрохимическим генератором и преобразователем напряжения. К выводам электрохимического генератора 1 подключен блок 6 диагностики. Выходы блока диагностики соединены с входом включения/отключения преобразователя 3 напряжения, входы/выходы информационных сигналов блока диагностики соединены с соответствующими выходами/входами информационных сигналов системы управления электрогенератором и преобразователем напряжения.The power plant contains an electrochemical generator 1 with a hydrogen source 2, a voltage converter 3, the inputs of which are connected to the terminals of the electrochemical generator, and the outputs are designed to connect load 4, the control system 5 of the electrochemical generator and voltage converter. To the conclusions of the electrochemical generator 1 is connected to the block 6 diagnostics. The outputs of the diagnostic unit are connected to the on / off input of the voltage converter 3, the inputs / outputs of the information signals of the diagnostic unit are connected to the corresponding outputs / inputs of the information signals of the control system of the electric generator and the voltage converter.

Блок диагностики реализует функцию отключения преобразователя напряжения в режиме диагностики и измерения тока короткого замыкания и напряжения разомкнутой цепи электрохимического генератора.The diagnostic unit implements the function of disconnecting the voltage converter in the diagnostic mode and measuring the short circuit current and open circuit voltage of the electrochemical generator.

Блок диагностики может быть выполнен в частности следующим образом. К выводам электрохимического генератора подключена цепь из последовательно соединенных управляемого ключевого элемента 7 и датчика 8 тока, и датчик 9 напряжения. Блок 10 управления ключевым элементом входами соединен с выходами датчиков 8 и 9 тока и напряжения, а выходами с управляющим входом ключевого элемента 7, которые являются также выходами блока диагностики для соединения с входом включения/отключения преобразователя 3 напряжения. Блок управления ключевым элементом имеет дополнительно вход/выходы, которые являются входами/выходами информационных сигналов блока диагностики для соединения с соответствующими выходами/входами информационных сигналов системы управления электрогенератором и преобразователем напряжения.The diagnostic unit can be performed in particular as follows. To the conclusions of the electrochemical generator, a circuit is connected from series-connected controlled key element 7 and current sensor 8, and voltage sensor 9. Block 10 control the key element of the inputs is connected to the outputs of the sensors 8 and 9 of current and voltage, and the outputs with a control input of the key element 7, which are also the outputs of the diagnostic unit for connection with the on / off input of the voltage Converter 3. The key element control unit additionally has inputs / outputs, which are inputs / outputs of information signals of the diagnostic unit for connection with the corresponding outputs / inputs of information signals of the control system of the electric generator and voltage converter.

Энергоустановка работает следующим образом.Power installation works as follows.

В рабочем режиме электроэнергия заданной формы и уровня от электрохимического генератора 1 через преобразователь 3 напряжения передается в нагрузку.In the operating mode, electricity of a given shape and level from the electrochemical generator 1 is transmitted to the load through the voltage converter 3.

Периодически система управления переключает установку в режим диагностики. В режиме диагностики блок 6 диагностики по информационному сигналу системы управления отключает преобразователь 3 напряжения от выводов электрохимического генератора.Periodically, the control system switches the unit to diagnostic mode. In the diagnostic mode, the diagnostic unit 6 by the information signal of the control system disconnects the voltage converter 3 from the terminals of the electrochemical generator.

Управляющий ключевой элемент 7, входящий в состав блока 6 диагностики, замыкает и размыкает выводы электрохимического генератора.The control key element 7, which is part of the diagnostic unit 6, closes and opens the conclusions of the electrochemical generator.

При замкнутом положении управляемого ключевого элемента измеряют ток короткого замыкания, при разомкнутом положении управляемого ключевого элемента измеряют напряжение разомкнутой цепи, преобразуют полученные сигналы тока и напряжения в цифровой код и передают на информационный вход системы управления.When the controlled key element is closed, the short circuit current is measured, when the controlled key element is open, the open circuit voltage is measured, the received current and voltage signals are converted into a digital code and transmitted to the information input of the control system.

Полученные данные в системе управления анализируются и, если вольтамперная характеристика электрохимического генератора отличается от заданной, система управления переводит энергоустановку в режим импульсной нагрузки электрохимического генератора при отключенном преобразователе 3 напряжения. При этом управляющий ключевой элемент 7 замыкают с заданной частотой и скважностью. Импульсы тока короткого замыкания заданной частоты и скважности обуславливают возникновение неравновесных термодинамических и электрохимических процессов, что позволяет восстановить энергетические характеристики электрохимического генератора.The data obtained in the control system are analyzed and, if the current-voltage characteristic of the electrochemical generator is different from the set, the control system puts the power plant in the pulse load mode of the electrochemical generator when the voltage converter 3 is switched off. In this case, the control key element 7 is closed with a given frequency and duty cycle. Short-circuit current pulses of a given frequency and duty cycle cause the appearance of nonequilibrium thermodynamic and electrochemical processes, which allows you to restore the energy characteristics of an electrochemical generator.

Claims

An energy installation containing an electrochemical generator, a voltage converter, the inputs of which are connected to the terminals of the electrochemical generator, and the outputs are designed to connect the load, the control system of the electrochemical generator and the voltage converter, characterized in that a diagnostic unit is connected to the terminals of the electrochemical generator, configured to implement the shutdown function voltage converter in the mode of diagnostics and measurement of short circuit current and voltage at once a closed circuit of the electrochemical generator, while the output of the diagnostic unit is connected to the on / off input of the voltage converter, and the inputs / outputs of the information signals are connected to the corresponding outputs / inputs of the information signals of the control system of the electric generator and the voltage converter.