SU1610522A1

SU1610522A1 - Система контрол и регулировани концентрации топлива в анолите

Info

Publication number: SU1610522A1
Application number: SU884495134A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Дубовский; Олег Михайлович Макаров
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6788
Priority date: 1988-09-15
Filing date: 1988-09-15
Publication date: 1990-11-30

Abstract

Изобретение относитс к электроэнергетике, в частности к системам контрол и регулировани состо ни электрохимических генераторов. Цель изобретени - повышение точности поддержани заданной концентрации топлива и упрощение системы. Система содержит топливный элемент с нагрузкой и топливный насос, автоматически управл емый системой контрол и регулировани концентрации топлива в анолите. В качестве показател концентрации система использует такой параметр, как ток короткого замыкани , определ емый блоком делени , на вход которого подаютс измер емые значени напр жени на нагрузке при подключенном и отключенном дополнительном сопротивлении, т.е. при контрольных возмущени х по току генератора. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к источникам электрического тока, а именно к устройствам , обеспечивающим автоматическую подачу топлива в топливную батарею с компенсацией снижени концентрации топлива.

Цель изобретени - повышение точности поддержани заданной концент- рации топлива и упрощение силовой части системы.

На чертеже приведена функциональна схема системы контрол и регулировани концентрации топлива в аноли- те.

Система содержит топливный элемент (ТЭ) 1, сопротивление нагрузки 2, дополнительное сопротивление 3, коммутирующий элемент 4, тактовый генератор 5, последовательный резонансный LC-контур 6, измерительное сопротивление 7, амплитудный детектор 8, фильтр 9 нижних частот, квадратор 10, блок 11 делени , элемент 12 сравнени , задатчик 13 концентрации, регул тор 14 и топливный насос 15о

Система работает следующим обра-

ЗОМо

в установившемс режиме топливного элемента 1 с частотой тактового генератора 5 через коммутирутощий элемент 4 параллельно сопротивлению нагрузки 2 подключаетс , дополнительное сопротивление 3, которое по величине значительно превышает сопротивление нагрузки.В результате создаютс периодические колебани тока,проход щего через топливный элемент, величина которых подбираетс настолько малой.

О

о

al

tlsP

tS3

ГВЕШ%Ь

3 1

чтобы в их пределах параметры ТЭ ост вились практически неизменными.

С помощью резонансного последовательного ЬС-контура 6, настроенного на частоту тактового генератора 5, на измерительном сопротивлении 7 формируетс падение напр жени , амплитуда которого пропорциональна изменению выходного напр жений ТЭ, обусловленному подключением дополнительного сопротивлени 3. Величина амплитуды измер етс амплитудным детектором 8 и подаетс на вход блока 11 делени . На другой вход этого- же блока подаетс квадрат н-апр жени ТЭ.

Полученное на выходе блока 11 част U2

° пр жение ТЭ; Пд - амплитуда напр жени на резисторе 7, пропорционально току короткого замыкани ТЭ при значени х его ЭДС и внутреннего сопротивлени , соответствующих имеющейс концентраций топли- . ва и состо нию продуктов в анолйтё вблизи электродов.

Показателем отклонени концентрации топлива от заданного значени слу жит сигнал на выходе элемента 12 срав нени . Этот сигнал через регул тор воздействует на топливный насос 15, измен ющий концентрацию топлива до требуемого значени , когда ток короткого замыкани ТЭ становитс равным заданному блоком 13 значению

В справедливости высказанного утверждени относительно частного на выходе блока делени можно убедитьс , реттв систему уравнений дл напр жени на выходе ТЭ при отключенном и подключенном к ТЭ дополнительном сопротивлении (соответственно U, и U,,) . При условии, что R, R, где R - величина дополнительного сопротивлени 3, подключенного параллельно со- против лению нагрузки 2 (RH), а ток короткого замыкани л етс по формуле

(1|) ТЭ вычиск ..

R.

6Н ТЭ

где Е - ЭДС ТЭ,

получаетс следующий результат вычислений:

Т 1 и

м.- ц-ги.

Возвраща сь к функциональной схеме системы контрол и регулировани и учитыва , что U - U « U, , отмечаем , что последовательно включенные

05224

фильтр 9 и квадратор 10 практически 2

формируют и, а резонансный контур 6, измерительное сопротивление 7 и ам- плитудный детектор 8 формируют сигнал , пропорциональный U. Следовательно , их частное на выходе блока 11 делени действительно пропорционально току короткого замыкани ТЭ. 10 В системе повьшение точности поддержани концентрации топлива обеспечиваетс применением в качестве показател концентрации тока короткого замыкани ТЭ, который:

15 непосредственно св зан с основными параметрами ТЭ как источника электрической энергии (ЭДС) и внутренним сопротивлением;

вл етс обобщенным показателем со- 20 сто ни ТЭ, так как ЭДС и внутреннее сопротивление (при их самосто тельном использовании) характеризуют разные стороны состо ни ТЭ;

вл етс наиболее чувствительньм к 25 изменению концентра1 ;ии топлива (уменьшение концентрации топлива уменьшает ЭДС и увеличивает внутреннее сопротивление , так что их частное изменитс в еще большей степени); 3Q в системе определ етс независимо от нагрузки ТЭ;

характеризует такой важный показатель ТЭ, как его нагрузочна способность (аналогично проверке электрохимических аккумул торов с помощью 3j нагрузочной вилки, но без потреблени большого тока),

Эффективность системы контрол и регулировани концентрации топлива определ етс возможностью оптимизации режимов работы новых и перспективных источников электрической энергии - электрохимических генераторов - посредством увеличени КПД, уменьшени расхода топлива, увеличени эксплуа- тационного ресурса. При исследовании различных компонентов топлива предлагаема система позвол ет быстро найти такую их комбинацию, при которой нагрузочна способность ТЭ оказывает- 0 с максимальной.

Claims

Формула изобретени

Система контрол и регулировани 5 концентрации топлива в анолите, включающа топливный элемент с нагрузкой, коммутирующий элемент, тактовый генератор , элемент сравнени с задатчи- ком концентрации, регул тор и топлнв„ 16

ныи насос, отличающа с тем, что, с целью повышени точности поддержани заданной концентрации топлива и упрощени силовой части системы, в нее дополнительно введены блок делени , квадратор, фильтр нижних частот, последовательный резонансный LC-контур, амплитудный детектор, измерительный и дополнительный резисторы , причем первый электрод топливного элемента соединен с общей шиной, а второй - с нагрузочным сопротивлением , с входами коммутирующего элемента, последовательного резонансного LC-контура и фильтра нижних частот, выход которого через квадратор соединен с первым входом

2 6

блока делени , второй вход которого соединен через амплитудный детектор с общей точкой резонансного LC-контура и измерительного резистора, вторым концом соединенного с общей шиной, первый и второй входы элемента сравнени соединены соответственно с выходами блока делени и задатчика кон- .

центрации, а его выход через регул тор подключен к топливноьгу насосу, коммутирующий элемент управл ющим входом соединен с выходом тактового генератора, а выходом подключен к дополнительному резистору, второй конец которого соединен с вторым концом сопротивлени нагрузки и с общей шиной.