RU7548U1 - Модуль энергосбережения - Google Patents

Abstract

Модуль энергосбережения, содержащий в качестве источника постоянного тока фотоэлектрический преобразователь, аккумулятор, переключатель и контактный выход для подключения нагрузки, отличающийся тем, что он также содержит второй, третий, ... n-й источники постоянного тока, второй, третий, n-й аккумуляторы, второй, третий, n-й переключатели, n реле автоматического управления, n компараторов предельно низкого напряжения аккумуляторов, n усилителей сигналов компараторов, сетевой переключатель, сетевой усилитель, сетевое реле, схема совпадения, динамик, n индикаторов источников постоянного тока, n индикаторов предельно низкого напряжения аккумуляторов, предохранитель, сглаживающей конденсатор, n диодов развязки источников постоянного тока n диодов развязки нагрузки, контактные разъемы выходов источников постоянного тока и клемм аккумуляторов, при этом каждые n-е источник постоянного тока, аккумулятор, переключатель, реле автоматического управления, компаратор предельно низкого напряжения аккумулятора, усилитель сигнала компаратора, диоды развязки, индикаторы и контактные разъемы образуют автономный энергоблок, в котором плюсовой выход источника постоянного тока через прямовключенный диод развязки источника постоянного тока соединен с анодом индикатора источника постоянного тока и через контактный разъем - со входами переключателя и реле, выходы которых соединены между собой и с анодом диода развязки по цепи нагрузки, плюсовой вывод аккумулятора соединен с первым входом компаратора и через контактный разъем - с общим выводом переключателя, двунаправленный вывод которого соединен с общим выводом реле, перв�

Description

KpBeciHi e устройство, позволяющее; по./ч.итъ допилкительную элекгроанергию централиговаЕкого эн-ргаснабжения, потекНИч90КСК OyniHOOTIi ЯЕЛЯ&ТОЯ бОДвЭ слизким к оЗЯВЛЯвУиИ. , .

Однако и еуу присуцщ вое перечисленные выше недостатки, овяaaiiHue о у г ко специальным не модульным поотроениеи н о кэ аави-;

несколькими разнотипными источникагйИ поотоянного TOPia, несколькими акр умуляторами, оптимально используемыми пользоБагелем Е вавискмооти от конкретной ситуации (наличие или отсутствие обш,ей знергооети. степень накопления дополнительной электроэнергии и

Целью занвлйекюй полевкой модели является расширение фунрцщональных возк южностеи иввестного устройстьа путем обеспечения функций накопления электроэнергии от несколькшс однотипных или разнотипных источников постоянного тока. (ФЗП и/или велотренажера с генератором постоянного тока и/или термовлектричесгюго преобразователя и/или термомагнитного преобразователя и/или ветряного колеса и/или сетевого преобравова.теля и т.п.) и испольвоввний зтой электроэнергии как дополнительной или B JiecTO сетевой при ее отоутствии или перебоях или о целью экономии в режима автоматического и ручного управления.

Указанная цель доотигаетоя тем. что в модуль знергосбереженин. содержащий источник постоянного тока в гиде Ф8П, а - ку лулятор, переключатель и контактный выход для подр лк чения нагрузки, дополнительно введены второй, третий,... п-й иоточники поотоянного тока например, вело тренажер о генераторол постоянного тока, теруоэлектричесрсий преобразователь,...,. оетевой преобразователь), а также - второй, третий,... п-й ар -:у у1уляторы, второй, третий,,., п-й перерушчатели, п. реле автоматичеокого управления, п компараторов предельно низкого напряжения акр умуляторов. п усилителей сигналов компараторов, сетевой переключатель,сетевой усилитель, сетевое реле, схема совпадения, п .торов источников постоянного тока, п индикаторов предельно низкого напряжения аккумуляторов, предохранитель,, сглаживающй конденсатор, п диодов развязки Еоточников постоянного тока, п диодов развяБгж: нагрузки, контактные разъемы выходов ИСТОЧНИРЕВ постоянного тока и клемм аккумуляторов, при зтом каждые п-е иоточник поотоянного тока, акрсуму лятср, переключатель, реле авто атического управления, компаратор предельно НРШКОГО напряжения аккумулятора, усилитель сигнала компаратора, диоды развязьш, индир а.торы и контактные разъе лы образуют автоно1лный энергоблок, в котором плюоовсй выход источника ПООТОЯНЕОГО тока черег Прлмо 2Г ОЧ йНьзй дко.ц по-гычкиреле, выходы которьзх соединены между собой и с анодом диода разЕязкк по цепи нагрузки, плюсовой вывод аккумулятора соединен с первым входом компаратора и через контактный разъем с обищм выводом переключателя,двунаправленный вывод которого соединен о общгм выводом реле, первый вход р атушки которого соединен о выводом уоилителя, первый вход которого соединен о выходом компаратора и о анодоу индикатора предельно нивкого напряжения а ;:кумуляторй, минусовуе выводы иоточнир а поотоянного тока, аккумулятора, рсатолы индика/горов и вторые входы компаратора, уоР1лителя и катушки реле соединены с общей шиной, вход пере илючателя соединен о группой контактных разъемов для подршочекия дополнительных источников nviтания ил/1 нагрувок, обвшй вывод переключателя ооединен о группой контактных разъемов для подгшоченрш дополнз:тельных аккумуляторов или нагрузок, причем катоды диодов рагвяврш по цепи нагрузки каждого автономного энергоблока соединены между собой, первыми входами динамика и сглаживающего рюнденсатора и через предохранитель с рюнтактным выходом для подр лючения нагрузки, второй вход сглаг кивающего конденсатора соединен с общей шиной, вькоды компараторов каждого знергоблор а соединены с соответствующими входами схемы совпадения, выход рюторой соединен о первым входом сетевого

ч r.--.T.fTTrTrT,2i ТГ-ТС-Т,-.5--. TjV-- -7r UfTi- -p.;. i- Г-О TTJ: i-ilU г ЧТТ:1. TTr7.7Ij J:z , Wi-;,Jivl-i-U uirl . l.....t Si-iw,,Li. TiOi---l-.-UU .--L/tJi i in t П. -, -„ljl,li iili-iil.-ii , a ВЫЛОД

с первым вхолом Рсатушки сетевого перер;лючателя, второй вход которой соединен с общей шиной, второй вход дина1 ир;й, соединен череа выключатель динамирга и черев нормаль но-вамкну тую пару контактов реле о общей шиной, входы р атушрш реле ооединены с сетевой пазой, которая через сетевой перер лючатель соединена о соответствующими входами сетевого преобразователя, представляющего собой один из врщов источника постоянного напряжения.

Технический результат рассматриваемой полезной модели состоит в энергосбережении за счет использования нетрадиционных иоточниксв электроэнергии (ФУП, термоалер;;трических преооразоватвлей, велотренажеров о генераторами постоянного TOPia, ветровых турбин о генераторами постоянного тока), иопользованрш сетевых преобразователей для накопления электроэнергии из сети в р:ритичеок:их ситуациях, в ооеспечении модульнсго наоора. изменения и развития необходимой польвователю структура уотройства для поккретныд уо зкергосбережения, использующего различные йсточнию- постоянного тока: ФЭП, велотренажер с генератором постоянного тока и сетевой Устройстзо содержит блок 1 источников постоянного тока., содержащий ФЭП 1 л, велотренажер 1. с генератором постоянного - f iuT::iT:; , r-,::if--r,r-.Bp,-.-c-drnL; i л п,-,- SLV.....--,p .,-,.Чйс и/т-ттл ii W---L--..u.jTi i..j.,.--. 4.-.-j...-.HC-wj j ..ji.w .li, j.jL..-r-L. с1-1,Л ;.y , j-i-.p-wO , i.,U :;pAciijj iii соответстЕенно первый 8кку24уля ор Л. второй - 2.2 и п-й аккумулятор йл1, переключатели 5Л., 3. и З.п, реле автоматического управления 4Л, 4, и 4.л, компараторы 5л., 5.Е и 5.п, уоилителр 5Л, 5. и 6„п сигналов компараторов, сетеЕой переключатель 7 о I. м V - , Т Г ilL LT Г/Т - ТУ U; Т Г Т Ci J т, .;7,- -Т Р - С:- 7Т Q. - i:i -Т С-- - Г-, л „-iiTv-.,.-/i f i j. - , . л-ijiiU -ч- iiiiijj.. J,j-iirwa-i --1--- --. ,.../с: ,1. V „.i :BJaji d vTJIjJ- О . i все реле у.охема lu совпаленил, динамик li с кнопкой 11Л его Вгшочения/вьпчлючения, индигй,торы . 12л и 12.п источникоь постоянного тока, индикаторы ISл. 13, и 13.п предельно низкого нзлрнжения йккумулятсооз, диоды 14Л, ii.3 и 14.п ойввя&ки, пре- 1 1 19 X ( г Т..; VT:K: ip :j,-iH--aj.:Tij;h H HW :;-t,,:ii.,-4 tA f V 18.n аккумуляторов и конта ;тный выход 19 для псдключенкя нагрузки Hai yepia 0 в устройство ке входит и показана для пояснения. В качестве нагрузки ЕО когут быть использованы, например, автомо-.,ТТГТ. trurCi ..frTur L.mr-Ci ТТТДы CJUJT-.,, Г П-%-1 rj-si. Ы ,н Г С 77 i-l-: ; - Т/Т Q И Я Гг- .-..L-ij iii-i- - i..i i.i-.:-i L-..yi -i «ijfij ( ч .--VUi iJs.J.Xf ЛЛ дГ-„- i-.-if .-iv ,. .. ----bi .j. паратура и т.п. (все на 1с В). Пары дополнительных гх:нтар:тов 1 Л , , . . 1. n и 2 Л ,.... n расширяют возможности группирования иоточников. аккумуляторов и ilCids.,, Г ri4:: : v4j j-L/L-tiiA ч...11 V 4iclHA Lie.,JL/LA, doHtj- Д11.ДЫ iC ж it.,, iC-O i i r - . TT.--. .---.Trrj rri/.Tj ..--ric-jri-JiC. -„j- jiv-- j. -i.rj,.-.--.j...J:i. В качестве ялe лeнтoв устройства могут оыть использованы, напрршер, шкрокс применяемые в автсмобилестрсенирг аккумуляторы. .

не показаны цепи питания логических элементов 5.1.,..5.п, 6л,...6.п, S и 10, роторые не ршеют принципиального значения в рассматриваемого технического решения.

На фиг л представлены три одинаковых энергоблока Гва исключением различных источников 1Л, i. и 1.п постоянного тор, которые в частном случае могут быть одноткпнь:ми). Рассмотрик связи первого энергоблока. Выход ФЗП 1Л через диод 3.1 соединен с анодом индикатора 1.1 и через ра8ъе;у1 17Л со вторым контактом

переклпочателя 3.1 и третьим контактом реле 4.1, второй рюнтакт которого ооединек о третьим конта :тоу переключателя 3,1 и анодом разделительного диода 14.1, первые июнтшсты реле 4Л и nepei-wiK-aтеля 8.1 ооединены между ообой, ползунок переключателя 3.1 через раеъем 18 Л ооединек о плюоовой зк :умуля:тора 2 Л и перЕьш входом ко1шаратора 5Л., выход рюторого ооедккеы о анодом индикйг тора 13Л и о первым входом уоилителя 6Л, выход рюторого ооедиЕторые входы компаратора 5Л и уоилители 6.1, минуоовая шика акь-Г Л-Я Тч,:: V и.,-,г-л/т р;р,-,тг Т; : -V -1 т.-г .-от.--, -L. i,iJT7Wi.-:s-T4 -f nP 1 -Т

.r«V j-ж V r,i.;j. X д -i « - W i. i ,С13лГ. W-j-i -j. . Ji ; ...-j-ii..-i jfiil.u, Jrii Л. (л--. Л л

13.1 ооедикены оощеи шиной к корпуоом.

Аналогично овязаны между ообой элементы второго энергоблока., имеющего в г ачеотве иоточника гюотоянного тока велотренажер 1.2. о генератором поотоянного тока, а тарэ.е - третьего энергоблоь а о оетевыы преобразователем l.n.

Общая чаотъ уотройотва имеет оледующие овязи. Выходы компараторов 5.1. Б. и 5.П ооединены о ооответотвуюш ши входами охемы 10 оовпадения. выход которой ооедкнен о первым входом о-етевого уоилителя 8. второй вход которого ооединен о общей шкной, а выход о первым входом катушки оетевого реле 7, второй вход которой ооединен о общей шмной. Сетевая пара, например, 20 В, ооединена через ооответотвующие контакты оетевого реле 7 оо входами оетевого преобразователя 1,п и контактами 3 и 4 катушки оетевого реле 9, нормально ва14кнутые контакты 1 к 2 которого ооединены ооответотвенно о общей шиной и первым входом динамирш 11. второй вход которого ооединен черев тумблер 11,1 и предохранитель 15 о катодами диодов 14Л, 14.2 и 14.п развязки. Вывод предохранителя 15, овязалный о тумблером 11 Л, ооединен оо оглаживающим конденоатором 16 к контактным выходом 19 для подгшэчения нагрузки 20, Второй вывод оглаживающего конденоатора 16 ооединен о обшей шиной.

Ра-зомотрим работу уотройотва в оледукзпщх ооновных режимах.

1. Режим прямого иопользования автономно вырабатываемой электроэнергии без предварительного накопления.

Польвователь, например, ваншлаяоь на велотренажере 1.2 о генератором поотоянного тока одновременно смотрит телевивор Сили слушает радиоприемник,..Л питающийся электрсанергиек, вырабатываемой оамим пользователем. При этом, например, телевизор подключается к выходу гекнратора постоянного TOPS велотренажера 1,2, поль8ОБа.телъ Ерашдет якорь генератора постоянного тока, о выхода которого ток поступает через контакты 17,2. 3.2/Е и 1.2 в нагРО1 7 -li ЪО с Т о :Ij iT ...ттг; Гц-

,- У , C;--.riiVia:iS v.7lrt.-ij .,- .,to Owii y Lai-iii у ,

MCI тгтлттт.-тс. у оптилжощл tJ tJ;V; ::j с,.т 3П|.Г--- v.; -т..,--.:г T.IJ - i J JJA -ijl- - N -}irfc--Jrli-ji rii. - „-Dw-wЧ--ui - j -w il-v,-jL-L-A-jb --U--i- jiJTif iiAJi i..V t - -- ,tj,i.r-,CjНаГруЗгШ могут при эТигЛ ИОПОЛЬйОВл-ТЬОй с;ЛеК рИ

чеокие лампы для освещения и др.

При доотаточной силе тока генератора (соответствующей работе польБователя) могут запитывать одновременно несколько различных нагрузок, Б т,ч. заряжать аккумулятор 2,2 через контакт 18.2 и

л-П,- г /ii i3lj--i;--ii.,{,TiCr Tl,----,-, т TTpr-iir. i г,;, Г tT i- ТТГ.ТТ TTUT р ТТь UUC. П ij р Q ТТ Ci .-1 V Л. J. iji У .-iiH. J. Cv. . x..,;-iil :i; - -.-iiv/w-i. ГГ .jiJl ii;--i-- - A ( t .

Кроме того, модульная структура уотройотЕа позволяет параллельную работу двух и более тренажеров, используемых в качестве

Т,Т ,-Лгг.--.ТГи.Ти--л-п - ,ti Ci1 11 Г-Т1 ili Т - UCi -n-- V i V Т. ттт7 TJ.. л Т

Уч„ J. .--4riii,-. j-UA:ir i ж -I , j . 1 i 1 i ii;. :г.СПХ; Ь -zJn t..;- .v..T:лIl.- . j ДЛчЛ-Я у;

тогл Ее знергоблске при подршочении выходов генераторов . к свободныу гнездам 21.S. Аналогично работают другие знергоблоки.

2.Режим накопления электроэнергии.

Данный режим от предыдущего отличается тем, что в качестве нагрузок использ тот часть или все акк; шулятсры 2.1,...2.п и часть или все источники постоянного тока 1.1,..Л.п.

При этом переключатель 3.1 первого энергоблока уотанавливают в поврщию и ток. вырабатываемый ФЭП 1.1. через контакты 17.1, ЗЛ/2 и 18.1 поступает в акр:уь улятор 2.1, замыкаясь далее через об1Г5;Ю шину.

Аналогично работают другие знергоблокрь

3.Режим иопользования накопленной в ак :умуляторах электроэнергии.

Часть или все переключатели 3.1...3.п устанавливают в пози1ЩО 3. См. на фиг.1 переключатель З.п. При этом ток аккумулятора 2.П течет через рсонтакты IS.п. З.п/З, диод 14.п, предохранитель 15 и контактный выход 19 в нагрузку 20, замырсаясь далее через об1Т ;-С , iij, V iw iXUiia V . т Ci V .,bf - 7 Л .-:.;.Tr V ; ..- Г. ,, .- .::i TOPII I BO9K При ЭТС-М диоду 14.i. .14n обеспечивают равЕявку аккумулятороЕ ЕЛ,...2.п. устраняя перетоки между ними при разной степени варяда. Ршдикаторы 13Л,..,13.п зажигаются при недопустимой разрядке соответствующего аккумулятора, который отключают от кагрузкк. 4. Режим зЕтомаяИчесрюго управления процеооами заряда и рааряда (Е нагрузку) аккумуляторов. При этоы часть или все пере 1лючатели устанавливают в позицию 1. См. на фиг Л переключатель 3.1, Допустим акр;у лулятор Л. был заряжен, тогда на выходе p okinapaTopa 5Л, определяющего недопустимо низкий уровень напряжения аккч-мулятора Е.1. будет уровень логичесрюго нуля, что погасит диод 1нл. и не возбудит усилитель 6.1 и обмотру реле 4 Л. При это.1 ток от плюсовок шины аккумулятора Л будет протер ать через контакты 1ВЛ, ;Л/1, нормаль но-ва лкнутые контакты 1 и 2 реле 4Л, диод 14.1 и далее через предохранитель 15 и конта тный выход 19 в нагрувгу/ 0. замыкаясь через обшую шину. При разрядке .аккумулятора. 2.1 до недопустимо низкого уровня, компаратор 5 Л на своем выходе вырг атает уровень логической едиHKiai, зажжет индир атор 13.1 и через усилитель 6.1 возбудит обмотку реле 4.1 (через контакты 4 и Ь) При этоу за лкнутся контакты 1 и 3 реле 4.1, подключив плюсовую шину .аккумулятора Е Л к выходу ФЭП 1.1, TOKOfvi которого начнется подзарядка аккушлятора .1 и т.д. - зарядка, разрядка, зарядка .,.. . Аналогрнно в режиме автоматического управления р отают и другие энергоблоки. При этом, как указывалось выше, черев дополнительные пары контактов 21Л уожно группировать акг умуляторы и нагрузки на любом энергоблоке. через дополнительные пары контактов 22.1,...22.п на любом одном энергоблоке могут группироваться источник псстоянного тока 1.1,...1.п. 5. Режим автог атичеокого включения сетевого преобразователя. При возникновении критической ситуации, когда все аккумуляторы 2Л. ,...2.п окажутся равряжены (польвсватель при этом отсутствует и/илк ке видит вагоревшихоя индикаторов 13.1,..л3.п) сработает схема совпадения 10, через усилитель S будет вь лючен оетеUy t A -.-п«,,,

БОЙ перершюча/гель 7 и - подано сетевое питалие на сет&Еой преобразователь 1. п,

При этом, естеотвенко, переключатель З.п также должен наплодиться Б режиме автоматичеокой работы, т.е. Е повишш 1 (ом.режим 4). Тогда о выхода оетевого преобразователя i.n через контакты 17.п, 4.п/5Л. 3,п/1 к 18.п начнетоя ашяд а скумулятора Е.п или группы аккумуляторов, подключенных, через дополнительные пары контакт)В . п.

Сетевой переключатель может также вручную включать сетевой

TTpgn ngjr f-jggijgjjj 1 д Г С ПОМОЩЬЮ КНОПКИ 7 . 1 .

6. Решш автоматичеокого определения пересоя оетевого напряжения .

При наличии напряжения сети сетевое реле 9 вр почено и его нормально-замкнутые контакты 1 и раБомршуты, что выключает динаv. 1 1

l-i Jii Г-. О- J-

при перебое в оети реле у выключаетоя. вамь;кая его контакты 1 и , включая динамик 11 и привлекая внимание пользователя, который определяет наклучшрш режрш иопользованик модуля энергообережения в данной оитуации.

Совершенно очеврщно, что расомотреннал модульная структура устройства позволяет пользователю назначать по своему усмотрению и другие стратегии и peжиsviы его использования. При этом возможен различный уровень напряжения акрсумуляции, например, 12 Е с использованием широко распространенного автомобильного оборудования, возможно обратное преобразование - поотоянного напряжения ак :умулятора в переменное сетевое и др.

Автор

Claims (1)

1. Модуль энергосбережения, содержащий в качестве источника постоянного тока фотоэлектрический преобразователь, аккумулятор, переключатель и контактный выход для подключения нагрузки, отличающийся тем, что он также содержит второй, третий, ... n-й источники постоянного тока, второй, третий, n-й аккумуляторы, второй, третий, n-й переключатели, n реле автоматического управления, n компараторов предельно низкого напряжения аккумуляторов, n усилителей сигналов компараторов, сетевой переключатель, сетевой усилитель, сетевое реле, схема совпадения, динамик, n индикаторов источников постоянного тока, n индикаторов предельно низкого напряжения аккумуляторов, предохранитель, сглаживающей конденсатор, n диодов развязки источников постоянного тока n диодов развязки нагрузки, контактные разъемы выходов источников постоянного тока и клемм аккумуляторов, при этом каждые n-е источник постоянного тока, аккумулятор, переключатель, реле автоматического управления, компаратор предельно низкого напряжения аккумулятора, усилитель сигнала компаратора, диоды развязки, индикаторы и контактные разъемы образуют автономный энергоблок, в котором плюсовой выход источника постоянного тока через прямовключенный диод развязки источника постоянного тока соединен с анодом индикатора источника постоянного тока и через контактный разъем - со входами переключателя и реле, выходы которых соединены между собой и с анодом диода развязки по цепи нагрузки, плюсовой вывод аккумулятора соединен с первым входом компаратора и через контактный разъем - с общим выводом переключателя, двунаправленный вывод которого соединен с общим выводом реле, первый вход катушки которого соединен с выводом усилителя, первый вход которого соединен с выходом компаратора и с анодом индикатора предельно низкого напряжения аккумулятора, минусовые выводы источника постоянного тока, аккумулятора, катоды индикаторов и вторые входы компаратора, усилителя и катушки реле соединены с общей шиной, вход переключателя соединен с группой контактных разъемов для подключения дополнительных источников питания или нагрузок, общий вывод переключателя соединен с группой контактных разъемов для подключения дополнительных аккумуляторов или нагрузок, причем катоды диодов развязки по цепи нагрузки каждого автономного энергоблока соединены между собой, первыми входами динамика и сглаживающего конденсатора и через предохранитель - с контактным выходом для подключения нагрузки, второй вход сглаживающего конденсатора соединен с общей шиной, выходы компараторов каждого энергоблока соединены с соответствующими входами схемы совпадения, выход которой соединен с первым входом сетевого усилителя, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход - с первым входом катушки сетевого переключателя, второй вход которой соединен с общей шиной, второй вход динамика соединен через выключатель динамика и через нормально-замкнутую пару контактов реле с общей шиной, входы катушки реле соединены с сетевой парой, которая через сетевой переключатель соединена с соответствующими входами сетевого преобразователя, представляющего собой один из видов источника постоянного напряжения.