SU1677775A1 - Автономный источник питани шахтных транспортных средств - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани  шахтных транспортных средств с использованием аккумул торных батарей контролируемой зар женности. Цель изобретени  - повышение надежности энергоснабжени  в услови х колебаний напр жени  источника посто нного тока и обеспечени  требуемой зар женности батареи . Автономный источник питани  содержит сетевой и батарейный энергоисточники, регулирующий транзистор, измерительный и задающий резисторы, ключевые элементы , устройство контрол  разр да батареи на основе первого компаратора, три силовых разв зывающих диода, параметрический стабилизатор, резисторный и терморези- сторный делители напр жений, реле времени , а также подключенные к управл ющей цепи регулирующего транзистора управл емый генератор пр моугольных импульсов и второй компаратор с четвертым разв зывающим диодом. Реализаци  автономного источника питани  обеспечивает эффективное использование емкости аккумул торной батареи и снижение потерь энергии за счет импульсного способа регулировани  зар дного тока батареи. 2 ил. у Ј

Description

Изобретение относитс  к горной электротехнике и автоматике и может быть использовано дл  электропитани  сигнальных огней шахтных гировозов, дизелевозов, а также в других случа х, когда аккумул торна  батаре  используетс  дл  питани  нагрузки при временном отсутствии напр жени  основного питающего источника и когда важна непрерывность работы.

Цель изобретени  - повышение надежности энергоснабжени  в услови х колебаний напр жени  источника посто нного тока и обеспечени  требуемой зар женности батареи.

На фиг. 1 показана схема автономного источника; на фиг. 2 - диаграммы сигналов на выходах составл ющих его элементов.

Автономный источник питани  содержит источник 1 посто нного тока, аккумул торную батарею 2, нагрузку 3, регулирующий транзистор 4, измерительный резистор 5, задающий резистор 6, транзистор 7, устройсто V4

VJ VI VI

СЛ

во 8 контрол  разр да батареи, состо щее из компаратора 9 и ключа 10, разв зывающие диоды 11-13, параметрический стабилизатор 14, делитель 15 напр жени , делитель 16 напр жени  на терморезисторах, реле 17 времени , компаратор 18, четвертый разв зывающий диод 19, управл емый генератор 20 пр моугольных импульсов.

В исходном состо нии аккумул торна  батаре  разр жена, а нагрузка 3 отключена от аккумул торной батареи с помощью устройства 8 контрол  разр да батареи.

При включении источника 1 посто нного тока в устройстве контрол  8 разр да батареи срабатывает компаратор 9, от которого включаетс  ключ 10, и нагрузка 3 через разделительный диод 12 подключаетс  к источнику 1 посто нного тока.

Одновременно напр жение питани  подаетс  на управл емый генератор 20 пр моугольных импульсов, на входе которого за период времени tcrti (фиг. 2а) формируетс  треугольный сигнал заданного максимального уровн .

В момент времени ц на выходе управл емого генератора 20 пр моугольных им- ,пульсов формируетс  низкий уровень напр жени , соответствующий сигналу логический 0 (фиг. 26), что приводит к включению регулирующего транзистора А (фиг, 2в) и через измерительный резистор 5, разделительный диод 11 и аккумул торную батарею 2 течет ток-зар да, величина которого определ етс  степенью разр женности аккумул торной батареи (фиг. 2е, момент времени ti). Если ток зар да выше его номинальной величины, то падение напр жени  на резисторе 5 превышает опорное напр жение базово-эмиттерного перехода транзистора 7, который открываетс  и включает реле 17 времени.

Одновременно с включением регулирующего транзистора 4 на выходе компаратора 18 формируетс  низкий уровень напр жени  (фиг. 2г). При этом управл емый генератор пр моугольных импульсов бпокируетс  с помощью разделительного диода 19, подсоединенного анодом к выходу генератора 20, а катодом - к выходу компаратора 18. Управл емый генератор 20 пр моугольных импульсов выключаетс  (фиг. 26, момент времени t2), но регулирующий транзистор 4 остаетс  включенным до тех пор, пока на выходе реле 17 времени не устанавливаетс  низкий уровень напр жени  (фиг. 2д, момент времени 1з).

Посто нна  времени на включение реле 17 времени рассчитываетс  таким образом, чтобы действующее значение тока зар да батареи не превышало номинальную величину тока зар да аккумул торной батареи. Это врем  должно быть также меньше времени формировани  паузы управл емого генератора пр моугольных импульсов, т.е.

промежуток времени должен быть больше промежутка1 времени ti-ta. С момента времени 1з до ti регулирующий транзистор 4. выключен, тока зар да нет (фиг. 2е), реле 17 времени за этот промежуток времени выключаетс  (фиг. 2д), на выходе компаратора 18 поддерживаетс  высокий уровень напр жени  (фиг. 2г), разв зывающий диод

19закрыт, а на входе генератора 20 пр моугольных импульсов (фиг. 2а) сигнал не успевает достигнуть уровн  срабатывани  этого генератора и на его выходе тоже поддерживаетс  высокий уровень напр жени  (фиг. 26). Поэтому в момент времени регулирующий транзистор закрыт (фиг. 2в) и ток

зар да отсутствует.

В момент времени t4, реле 17 времени выключаетс , компаратор 18 переключаетс  в низкоимпедансное состо ние, диод 19 открываетс , открываетс  регулирующий

транзистор 4 и снова начинает протекать ток зар да аккумул торной батареи 2. Импульсы тока зар да повтор ютс  до тех пор, пока амплитуда их не снизитс  до номинального значени  тока зар да аккумул торной батареи (фиг. 2е, момент времени ts). При номинальном значении тока зар да аккумул торной батареи транзистор 7 выключен и реле времени не включаетс . На инверсном входе компаратора 18 уровень

напр жени  устанавливаетс  выше, чем на неинверсном, и компаратор переключаетс  в низкоимпедансное состо ние. Разделительный диод 19 открываетс , шунтирует генератор 20 пр моугольных импульсов и

включает регулирующий транзистор 4. Аккумул торна  батаре  2 зар жаетс  до номинального напр жени  (фиг. 2е), момент времени ty.

В момент времени t на делителе 15 напр жени , а значит и на неинверсном входе компаратора 18, устанавливаетс  более высокий уровень напр жени , чем на инверсном входе. Компаратор 18 переключаетс  в высокоимпедансное состо ние, диод 19 закрываетс  и управл емый генератор

20пр моугольных импульсов начинает генерировать пр моугольные импульсы на включение регулирующего транзистора 4,

аккумул торна  батаре  2 переводитс  в режим подзар да. Длительность импульса генератора 20 выбираетс  такой, чтобы действующа  величина тока подзар да аккумул торной батареи была равна его номи нальному значению.

В случае повышени  напр жени  питающей сети выше максимального значени  генератор 20 пр моугольных импульсов отключаетс  и подзар д аккумул торной батареи прекращаетс .

При увеличении температуры внутри аккумул торной батареи 2 уровень напр жени  на делителе 16 напр жени  на терморезисторах, а значит и на инверсном входе компаратора 18 понижаетс , компаратор 18 переходит в высокоимпедансное состо ние и аккумул торна  батаре  переходит в режим подзар да при более низком напр жении на ее зажимах.

Уменьшение напр жени  аккумул торной батареи 2 до минимально допустимого уровн  приводит к срабатыванию устройства 8 контрол  разр да батареи и отключению нагрузки 3 от аккумул торной батареи.

Разв зывающие диоды 11-13 служат дл  разделени  цепи зар да аккумул торной батареи от цепи нагрузки при питании от источника 1 посто нного тока.

Таким образом, в предлагаемом устройстве путем уменьшени  вли ни  изменени  нагрузки и питающего напр жени  на величину тока зар да и уровень зар женности аккумул торной батареи удалось добитьс  более полного использовани  ее емкости, а в результате применени  импульсного способа регулировани  тока зар да - снизить потери энергии на регулирующем транзисторе .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автономный источник питани  шахтных транспортных средств, содержащий источник посто нного тока, аккумул торную батарею , нагрузку, измерительный резистор, параллельно которому подключен через задающий резистор эмиттерно-базовый переход управл ющего транзистора, регулирующий транзистор, устройство контрол  разр да батареи, первый и второй разв зывающие диоды, причем катод первого диода соединен с анодом второго диода и первым входом устройства контрол , делитель напр жени  на двух терморезисторах, стабилитрон и последовательно соединенный с ним резистор, составл ющие параметрический

   стабилизатор напр жени , третий разв зывающий диод, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности энергоснабжени  в услови х колебаний напр жени  источника посто нного тока и

   обеспечени  требуемой зар женности батареи , в него дополнительно введены управл емый генератор пр моугольных импульсов, вход которого соединен с выходом источника посто нного тока, с эмиттером регулирующего транзистора и с анодом третьего разв зывающего диода, а выход через резистор - с базой регулирующего транзистора, а также реле времени с выдержкой на включение и отключение, компаратор , четвертый дополнительный диод, подключенный анодом к выходу управл емого генератора пр моугольных импульсов, а катодом - к выходу компаратора, делитель напр жени  на двух резисторах, подключенный параллельно батарее, средн   точка которого соединена с неинвертирующим входом компаратора, инвертирующий вход которого соединен со средней точкой делител  на терморезисторах, подключенного

   параллельно стабилитрону параметрического стабилизатора, и с выходом реле времени , вход которого соединен с коллектором управл ющего транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором

   регулирующего транзистора и через измерительный резистор - с резистором параметрического стабилизатора и с анодом первого разв зывающего диода, катод которого соединен с положительным выводом

   батареи, при этом катоды второго и третьего разв зывающих диодов соединены между собой и вторым входом устройства контрол  разр да батареи, выход которого соединен через нагрузку с отрицательным выводом

   батареи.

   Фиг.1

   Мн 

   If

   ц

   tuL -

   i . I4m.0.

   IT

   ПГ