SU1115141A1 - Устройство дл контрол состо ни аккумул торной батареи в режиме импульсного разр да - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ В РЕЖИМЕ ИМПУЛЬСНОГО РАЗРЯДА, содержащее последовательно включенные в цепи батарей датчик тока, прерыватель и нагрузку, задатчик номинального тока, параллельно подключенные к батарее два измерител  напр жени , выходы которых подключены на входы первого блока вычитани , а второй вход второго измерител  напр жени  подключен к выходу прерывател  и через элемент НЕ к второму входу первого измерител  напр жени , выход которого подключен на первый вход второго блока вычитани , который своим выходом соединен с первыми входами блока индикации и элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходом эадатчика минимального напр жени , а его выход через триггер - с вторым входом блока индикации , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности контрол , в него введены два интегратора, три ключа, нуль-орган, компаратор и элемент пам ти, причем выход датчика тока соединен с входом нуль-органа, выход которого подключен к управл ющему входу первого ключа, и с входом первого интегратора , выход которого зашунти (Л рован вторым ключом и подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу задатчика номинального тока,выход первого блока вычитани  через первый ключ соединен с входом второго интегратора ,выход которого зашунтирован третьим ключом и подключен через элемент пам ти на второй вход второго , блока вычитани ,а управл ющие входы второго и третьего ключей и элеСл мента пам ти подключены к выходу .компаратора.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации и испытани х химических источников тока, примен емых например, дл  рудничньзх аккумул торных электровозов.

Известно устройство дл  контрол  степени зар женности химического источника тока, состо щего из двух последовательно включенных секций аккумул торов, по величине внутреннего сопротивлени  секций. С помощью измерителей напр жений и токов, суммирующих трансформаторов, ключей и блока управлени  при поочередном подключении к нагрузке каждой секци батареи вычисл ют отношение среднедействующего напр жени  к сумме токов от каждой секции, которое принимают за величину, пропорциональную внутреннему сопротивлению батареи, и по нему суд т о степени зар женности всей батареи l .

Недостатками устройства  вл ютс  мала  точность измерений из-за неидентичности характеристик отдельных секций батареи, абсолютное равенство ЭДС и напр жений которых практически маловеро тно, а также невозможность его применени  дл  работы с одной несекционированной батареей.

Известно также устройство дл  контрол  состо ни  аккумул торной батареи в режиме импульсного разр да , в котором напр жение нагруженно аккумул торной батареи сравнивают с эталонным напр жением, равным разноти между заданной минимальной ЭДС батареи и напр жением, пропорциональным- току разр да. Снижение напр жени  аккумул торной батареи ниж эталонного-регистрируетс  индикатором , который сигнализ.ирует о том, что батаре  неспособна отдать в нагрузку требуемую мощность 2 .

Недостатками устройства  вл ютс  низка  точность контрол , поскольку не учитываетс  вариаци  внутреннего сопротивлени  батареи ЭДС от величины сн той, емкости, а также отсутствие количественной оценки состо ни  зар жеыности батареи (даетс  лишь качественна  оценка: зар жен или разр жен).

Наиболее близким по технической сущности к 13обретению  вл етс  устройство , содержащее последовательно включенные в цепи батарей датчик тока, прерыватель и нагрузку, задатчик номинального тока, параллельноподключенные , к батарее два измерител  напр жени , выходы которых подключены на входы первого блока вычитани , а второй вход второго измерител  напр жени  подключен к выходу прерывател  v через элемент НЕ

к второму входу первого измерител  напр жени , выход которого подключен на первый вход второго блока вычитани , который своим выходом соединен с первыми входами блока индикации и элемента сравнени , второй вход которого соединен с выходо задатчика минимального напр жени , а его выход через триггер - с вторым входом блока индикации з.

Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченна  надежность работы из-за наличи  в схеме блоков которые выполн ют функции делени  и умножени  значений параметров батареи пр мым спосо.бом. Поэтому в случа х , когда разр дный ток уменьшают (или он уменьшаетс ) вплоть до нул  (например, при движении электровоза под уклон), устройство либо про вл ет неустойчивость в работе и выдает ошибочную информацию, либо вообще тер ет работоспособность, что затрудн ет контроль состо ни  аккумул торной батареи при таких режимах работы.

Цель изобретени  - повышение надежности контрол  устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно включенные в цепи батарей датчик тока, прерыватель и нагрузку, задатчик номинального тока , параллельно подключенные к батарее два измерител  напр жени , выходы которых подключены на входы первго блока вычитани , а второй вход второго измерител  напр жени  подключен к выходу прерывател  и через элемент НЕ к второму входу первого измерител  напр жени , выход которого подключен на первый вход второго блока вычитани , который своим выходом соединен с первыми входами блока индикации и элемента сравне-ни , второй вход которого соединен с выходом задатчика минимального напр жени , а его выход через триггер с вторым входом блока индикации, ввдены два интегратора, три ключа, нуль-орган, компаратор и элемент пам ти, причем- выход датчика тока соединен с входом нуль-органа, выход которого подключен к управл ющему входу первого ключа, и с входом первого интегратора, выход которого зашунтирован вторым ключом и подключен к первому входу компаратора , второй вход которого подключен к выходу задатчика номинального тока, выход первого блока вычитани  через первый ключ соединен с входом второго интегратора, выход которого зашунтирован третьим ключом и подключен через элемент пам ти на второй вход второго бло1са вычитанй , а управл ющие входы второГО и третьего ключей и элемента памти подключены к выходу компаратора.

На чертеже приведена функциональна  схема предлагаемого устройства .

Устройство содержит аккумул торную батарею 1, датчик 2 тока, прерьшатель 3, нагрузку 4, первый и второй измерители 5 и 6 напр жени , элемент НЕ 7, первый блок 8 вычитани , первый интегратор 9, первый ключ 10, нуль-орган 11, второй интегратор 12, задатчик 13 номинального тока, компаратор 14, второй и третий ключи 15 и 16, элемент 17 пам ти , второй блок 18 вычитани , задатчик 19 минимального напр жени , элемент 20 сравнени , триггер 21 и блок 22 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Аккумул торна  батаре  1 через датчик 2 тока и прерыватель 3 (например , тиристорный преобразователь импульсно разр жаетс  на нагрузку 4 В интервалы времени, когда прерыватель 3 разомкнут, первый измеритель 5.напр жени  фиксирует величину ЭДС батареи, а в интервалы времени, когда прерыватель 3 замкнут, батаре  подключена к нагрузке и второй измеритель б напр жени  фиксирует велчину напр жени  нагруженной батареи ( В качестве измерителей напр жени  могут быть использованы, например, схемы выборки и хранени , емкостные накопители и др.). Управление измертел ми напр жени  осуществл етс  выходным напр жением с прерывателем 3, причем на первый измеритель (фиксирующий ЭДС) сигнал воздействует через элемент НЕ 7, а на второй (фиксирующий напр жение батареи) непосредственно . Сигналы, пропорциональные ЭДС и напр жению батареи, поступают в блок 8 вычитани , где на каждом цикле коммутации батареи определ етс  падение напр жени  на внутреннем сопротивлении батареи. Сигнал, пропорциональный среднезар дному за период коммутации току, поступает на интегратор 9, выходное напр жение которого измер етс  по линейному закону и равно

и К,Кз1 t , Где коэффициент передачи датчик

тока;

К-- коэффициент передачи интегратора;

1 - ток разр да батареи; t - врем .

Сигнал, пропорциональный разност ЭДС и напр жению через ключ 10, замыкаемый при токах разр да, отличных от нул , поступает на интегратор 12, выходное напр жение которого равно

и (Е - и )t.

где Ку- коэффициент передачи измерителей напр жени ;

Е и и- соответственно,ЭДС и напр жение батареи;

К Кт - коэффициент передачи интегратора .

При равенстве напр жени , пропорционального номинальному току разр да , которое поступает с задатчика 13, и выходного напр жени  интегратора 9 (U, К;,) компаратор 14 в моменты времени t VK j выдает сигнал , с приходом которого ключи 15 и 16 замыкаютс , а элемент 17 пам ти осуществл ет фиксацию текущего напр жени , поступающего с интегратора 12 которое равно

Е - и

Кг1цГ

и, каждом замыкании ключей 15 и 16 напр жение с выходов интеграторов 9 и 12 сбрасываетс  в нуль и после очередных измерений параметров батареи (Е, и и I) операции интегрировани  повтор ютс  в последующих периодах коммутации, т.е. на выходах обоих интеграторов формируютс  пилообразные напр жени , причем максимальное значение с выхода интегратора 12 запоминаетс  элементом 17 пам ти .

в блоке 18 вычитани  из сигнала, пропорционального ЭДС батареи, вычитаетс  сигнал, пропорциональный падению напр жени  на внутреннем сопротивлении батареи при номинальном токе разр да. Полученный после вычитани  сигнал соответствует текущему значению напр жени  батареи в предполагаемом номинальном режиме

разр да

Е - и

1„).

и К (Е Сравнение этого напр жени  с напр жен .ием, минимально допустимым при номинальном режиме разр да и задаваемым гадатчиком 19, осуществл етс  в элементе 20 сравнени 

U, UH „j . При снижении контролируемого напр жени  батареи ниже заданного уровн  сигнал рассогласовани  напр жений через триггер 21 управл ет световым или звуковым сигнализатором блока 22 индикации, который

вьщает информацию как о предельном разр дном состо нии аккумул торной батареи, так и о текущем значении напр жени  батареи в предполагаемом номинальном режиме разр да.

Таким образом/ независимо от ве-: личины тока разр да в устройстве посто нно сохран етс  информаци  как об измеренной ЭДС, когда батаре  отключена от нагрузки, так и информаци  о напр жении батареи п.ри последнем цикле ее нагружени , сохран ема  элементом пам ти даже при последующем длительном отключении батареи от нагрузки.

Следовательно, в предлагаемом устройстве осуществл етс  более надежный контроль за зар дным состо нием аккумул торной батареи, поскольку оно сохран ет работоспособность и выдает устойчивую информацию на всем диапазоне изменени  токов разр да и продолжительностей включени .

Повышение надежности контрол  состо ни  аккумул торной батареи позвол ет увеличить срок службы составл ющих ее аккумул торов, а также повысить точность количественной оценки энергоресурса аккумул торной батареи .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ В РЕЖИМЕ ИМПУЛЬСНОГО РАЗРЯДА, содержащее последовательно включенные в цепи батарей датчик тока, прерыватель и нагрузку, задатчик номинального тока, параллельно подключенные к батарее два измерителя напряжения, выходы которых подключены на входы первого блока вычитания, а второй вход второго измерителя напряжения подключен к выходу прерывателя и через элемент НЕ к второму входу первого измерителя напряжения, вы- ход которого подключен на первый вход второго блока вычитания, который своим выходом соединен с первыми входами блока индикации и элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика минимального напряжения, а его выход через' триггер - с вторым входом блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля, в него введены два интегратора, три ключа, нуль-орган, компаратор и элемент памяти, причем выход датчика тока соединен с входом нуль-органа, выход которого подключен к управляющему входу пер- _ вого ключа, и с входом первого ин- § тегратора, выход которого зашунтирован вторым ключом и подключен к первому входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу задатчика номинального тока,выход первого блока вычитания через первый ключ соединен с входом второго интегратора,выход которого зашунтирован третьим ключом и подключен через элемент памяти на второй вход второго. блока вычитания,а управляющие вхо ды второго и третьего ключей и элемента памяти подключены к выходу _;компаратора.

   SU„„ 11.15141