Claims (2)
разр да конденсатора, измен сь по сину2 подключен к отрицательной клемме, а люч 8, 9.(через дроссель 13 и конденатор 14) - к положительной клемме исочника . Схема работает следующим образом. Предположим, что в течение всех, наример , нечетных полупериодов (первого и т.д.) колебаний парафазного автогенераора блока управлени вентил ми Ю от источника 3 через тиристор 6 и дроссель 11 резонансно зар жаетс конденсатор 12, после чего тиристор 6 гаснет. В т&чение четных полупериодов через тиристор 9 и дроссель 13 зар жаетс конденсатор 14. По око гчании полуволны тока в зар дном контуре напр жение на емкостном накопителе-конденсаторе становитс равным .„E.. где, Е - ЭДС источника 3; S-B/gL - затухание контура; - собственна частота контура, L - индуктивность дроссел ; С - емкость конденсатора; Р - активное сопротивление контур ра, слагающеес из внутреннего сопротивлени источника 3, пр мого сопротивлени тиристора, активного сопротивлени дроссел и конденсатора. Если частота контура равна частоте автогенератора /iuc напр жение на конденсаторе определ е1-с по формуле, Л - l«-Cc/2U ) энерги запасенна этим конденсатором, - согласно выраженто ( г/ rtR4R.C/2U призар депроме н Т Л ) «Суточного накопител энергии - конденсатора 12 (14) на активном сопротивлении контура и внутреннем сопротивлении источника рассе- . иваетс энepги д x/ JL.Qc2 jHosTOMy зар д конденсаторов осуществл етс с КПД меньшим единицы, определ емым .-ч.-i согласно формулеtt --ЧРЙ РТП- г i 2-е , В нечетных полупериодах автогенератосоиде , становитс равным нулю и тиристор 7 гаснет. В нечетных полупериодах (кроме первого) конденсатор 14 через, дроссель 13 и тиристор 8 отдает энергию секции батареи, соединенной последовател но с диодом 4. Таким образом, нечетные импульсы бл ка 10 подаютс на тиристоры 6 и 8, а четные - на тиристоры 7 и 9. Конденсатор 12 в нечетные полупериодьг зар жаетс , а в четные-отдает энергию секции батареи. Конденсатор 14, наоборот в четные периоды зар жаетс , а в нечетные - разр жаетс . Частота последовательных резонансных контуров должна быть равна частоте импульсов блока Ю или должна превьтшат частоту автоколебаний этого блока. При равенстве частот от источника 3 потребл етс ток, измен ющийс от нул до Mais симума, а затем снова до нул . Если частота контура превьгашет частоту коммутации тиристоров, импульсы потребл емого тока чередуютс с паузами. Конденсаторы 12 и 14 контуров разр жаютс на секции батареи полностью в соответствующие полупериоды работы ухугройства, если напр жение на конденсаторах в начале разр да не меньше, чем в два раза пр&вышает напр жение соответствующей с«сци Так как разр д промежуточных накопив телей энергии-конденсаторов - на соответствующую секцию батареи осуществл етс через тиристоры и линейные дроссели, ак- тивн эе сопротивление которых отлично от нул , часть энергии, отдаваемой накопителем-конденсатором , безвозвратно рассе иваетс , в результате чего КПД разр да соответственно понижаетс . С погрешнрорък , не превышающей 5,2% этот коэффициент определ етс формулой . I: EfbUc/B; . индуктивность дроссел в цепи разр да конденсатора. При такой передаче энергии источника, вначале в промежуточные конденсаторы, а затем в секции батареи, ток, потребл гемый от источника, измен етс по гармоническому закону. Среднее значение этого тока составл ет 63,7% от его амплитудного значени , равного отношеншо ЭДС источника к его внутреннему сопротивлению . Импульсный характер тока, повьпиа на 11% коэффициент формы тока, примерно на 23% увеличивает потери мощности на активных сопротивлени х контура зар$гда промежуточного накопител (по срав ению с непрерывным током зар да батареи в прототипе). Однако в св зи с тем, что мощностьпередаваема в HaKonMTenbjrbie конденсаторы, увеличивае1х; при такой передаче энергии источника более чем в два раза, мощность передаваема в нагруэку , соответственно возрастает. Введение в схему устройства дополнительньгх накопителей энергий-конденсаторов и дросселей (имеющих удельную массу пор дка 0,01-1 г/кВА) приводит к увеличен1-ио абсолютных потерь мощности в активных сопротивлени х уст ройства , однако за счет увеличени полезной мощности, передаваемой в нагрузку, . КПД такой передачи энергии тохсе увелт1 чиваетс . Это позвол ет почти вдвое уметшщить типовую мощность источш1ка (удельна масса которого пор дка 100 г/Вт), т.е. улучшить энергетттческие показатели устройства. Дл обеспечени такой эффективной передачи энергии источника в секции батареи необходимо, чтобы зар дньгй контур имел достаточно вьюокую доброт кость (при добротности контура, равной 10, КПД зар да конденсатора 93%), В св зи с тем, что при зар де конденсаторов 12 и 14 энерги рассеиваетс на ак- тийном сопротивлении потерь дроссел , а также на внутреннем сопротивлении самого источника, что уменьшает КПД системы в целом (добротность зар дного контура: источник, дроссель, тир 1стор, кон™ аенсатор, численно равна частному от целева реактивного сопроттголени дроссел или, что то же самое так как пр резонансе на акпшное сопротивленле потерь Q Х/ необ-. ходимо повышение добротности контура. Решение указанной задачи может быть в значителыюй мере упрошено, если последовательные кон.туры (11, 12 и 13, 14 каждый) выполнить в виде двух или более контуров, коммутируемь х на одну и ту же секцию батареи. Так, если одну секшда за-р жать через контуры 11, 12 и 15, 16, а другую - нерез контуры 13, 14 и 17, 18 (фиг. 2), при той же типовой мощнооти реактивных элементов, что в схеме tia фиг. 1 сопротивление контура увелич ша-. етс в два раза (реактиыюе), в результате чего добротность контура также возрастает примерно в 2 раза. При трех (чеырех ) контурах добротность каждого в три-четьфе раза выше, чем у одноо исходного, вес дроссе ей и ковденсаторов останетс неизменньм, а надежность устройства увеличиваетс . Это создает предпосылки к выполнению устройства в виде совокупности отдельных модулей с н KonHTenHMtt. Увеличение добротности совокупности контуров приводит к повышению напр исени конденсаторов, что дополнительно уве личиваст мошностъ в нагрузке и повышает зар дное напр жение., Коммутаци дополнительных модулей (15, 16 и 17, Is) - контуров с накопител ми - может осуществл тьс одновременно с основными тиристорами (19, 20 и 21, 22). Пары тиристоров, осуществл ющие зар д конденсаторов, включаютс па раллельно основным тиристорам. Кроме того, если блок 10 управлени вентил ми выполнить в виде многофазного автогене- ратора, число фаз в котором равно Числу модулей с резонансными контурами, приход щимис на одну секцгпо батареи, а ти ристоры, коммутирующие эти контуры, от пирать с соответствующим фазовым сдвигом , кроме повьпаени КПД устройства можно так се уменьшить неравномерность отбора мощностей от источника, что дополнительно увеличивает отдачу энергии, позвол ет уменьшить его типовую мот- пость. При выполнении автогенератора двухфазным в первом такте первой фазы вк.почаютс тиристоры 6 и 8 и ocymeci вл етс зар д конденсатора 12. Первым тактом второй фазы отпираютс тиристоры 19 и 21 - зар жаетс конденсатор 16. Ток зар да этого конденсатора отста о ет на 9 О от тока зар да конденсатора 12. Во втором такте первой фазы открываютс тиристоры 7 и 9, в результате чего конденсатор 14 зар жаетс а конденсатор 12 разр жаетс . Во втором такте второй фазы открываютс тиристоры 20 и 22 и осуществл етс зар д, конденсатора 18 и разр д конденсатора 16. Импульсы тока зар да конденсаторов. 12, 14 и 16, 18 сдвинуты на 90, что характеризует потребление тока от источника с коэффициентом кмпульсации 0,133 против 0.667 и схеме с однофазным автогенератором по фиг. 1. Поэтому типова мощность источника и устройстве с многофазным автогенератором уменьшаетс более чем в 1,5 раза, по сравнению с устройством с однофазным генератором. Формула изобретени Устройство дл питани нагрузки, содержащее аккумул торную батарею, разде- ленную на несколько, например на две, соединенные последовательно секции, источник посто нного тока ограниченной мощности , напр жение которого не превышает напр жение батареи, вентили, включенные в пр мом направлении между однопол рными клеммами источника и батареи, отводы которой через управл емые вентильные ключи подключены к соответствующим клеммам источника, и блок управлени ключами, отличающеес тем, что, с целью уменьшени установленной мощности источника, параллельно цепи, образованной каждым из вентилей и соответствующей секцией бйтареи, включены в провод щем направлении одна или более пар соединенных последовательно-согласно управл емых вентилей-тиристоров, а точки соединени тиристоров каждой из этих пар через последовательно включен1гые конденсаторы и линейный дроссель подключены к клемме источника, соединен ной с вентилем другой цепи. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 352338, Н 02 J 7/14. the capacitor discharge, changing by the blue, is connected to the negative terminal, and the switch 8, 9. (through the choke 13 and the condenser 14) to the positive terminal of the source. The scheme works as follows. Suppose that during all, for example, odd half cycles (first, etc.) oscillations of the paraphase autogenerator of the valve control unit Yu from source 3 through the thyristor 6 and the choke 11, the capacitor 12 is resonantly charged, after which the thyristor 6 goes out. In t & even half-periods through the thyristor 9 and choke 13 the capacitor 14 is charged. As the current half-wave is bled, the voltage on the capacitive storage capacitor becomes equal to. E. E. where, E is the source voltage 3; S-B / gL - loop attenuation; - the natural frequency of the circuit, L - the inductance of the drossel; С - capacitor capacity; P is the active resistance of the circuit pa, which is composed of the internal resistance of the source 3, the direct resistance of the thyristor, the active resistance of the throttle and the capacitor. If the frequency of the circuit is equal to the frequency of the oscillator / iuc, the voltage across the capacitor is determined by e1-s by the formula, L - l "-Cc / 2U) the energy stored by this capacitor, - according to the expression (g / rtR4R.C / 2U) “The daily energy storage capacitor 12 (14) on the active resistance of the circuit and the internal resistance of the source - The energy xx / JL.Qc2 jHosTOMy capacitors charge with an efficiency smaller than one, which is determined. -h.-i according to the formula tt -CHRY RTP-i 2, In odd half-cycles, the autogenetotoisoid becomes zero and the thyristor 7 goes out. In the odd half-periods (except the first), capacitor 14 through, choke 13 and thyristor 8 transfers energy to the battery section connected in series with diode 4. Thus, the odd pulses of block 10 are fed to thyristors 6 and 8, and even ones to thyristors 7 and 9. Capacitor 12 is charged to odd half-cycles, and to even-numbered, it gives off energy to the battery section. Condenser 14, on the contrary, is charged in even periods, and discharged in odd periods. The frequency of the successive resonant circuits must be equal to the frequency of the pulses of the unit U or must exceed the frequency of the self-oscillations of this block. When the frequencies from source 3 are equal, the current that varies from zero to Mais maximum and then to zero again is consumed. If the frequency of the circuit exceeds the switching frequency of the thyristors, the pulses of current consumed alternate with pauses. The capacitors 12 and 14 of the circuits are discharged on the battery section completely into the corresponding half-periods of operation of the device, if the voltage on the capacitors at the beginning of the discharge is not less than twice the voltage of the corresponding voltage from the accumulator. -capacitors - to the appropriate section of the battery is carried out through thyristors and linear chokes, the active resistance of which is different from zero, some of the energy given off by the storage capacitor is irretrievably dissipated, as a result whereby the discharge efficiency is reduced accordingly. With an error not exceeding 5.2%, this coefficient is determined by the formula. I: EfbUc / B; . Drossel inductance in the capacitor discharge circuit. With such a transfer of energy from the source, first to the intermediate capacitors, and then to the battery section, the current consumed from the source changes according to a harmonic law. The average value of this current is 63.7% of its amplitude value, equal to the EMF of the source to its internal resistance. The pulsed nature of the current, equal to 11% of the current form factor, increases by about 23% the power loss at the active resistances of the charge circuit of the intermediate storage device (compared to the continuous charge current of the battery in the prototype). However, due to the fact that the power transferred to the HaKonMTenbjrbie capacitors increases; with such a transfer of the energy of the source more than two times, the power transmitted to the loadcruiser, respectively, increases. The introduction of additional energy storage capacitors and chokes (having a specific mass of the order of 0.01–1 g / kVA) into the circuit results in an increase in absolute power losses in the active resistances of the device, however, due to an increase in the net power transmitted in load The efficiency of such a transfer of energy tohse is increased. This almost halves the typical output power (the specific gravity of which is in the order of 100 g / W), i.e. improve energy performance of the device. To ensure such an efficient transfer of energy of the source in the battery section, it is necessary that the charge circuit has a sufficiently strong kindness (with a loop quality factor of 10, a capacitor charge efficiency of 93%), due to the fact that during charge of capacitors 12 and 14, the energy is dissipated on the active resistance of the losses of the throttles, as well as on the internal resistance of the source itself, which reduces the efficiency of the system as a whole (the quality factor of the charge circuit: source, throttle, tier 1 store, con ™ detector, numerically equal to the particular of the target match the throttles or, which is the same as in resonance to the automatic resistance, Q Q / losses are necessary to increase the quality of the contour. The solution of this problem can be significantly simplified if consecutive contours (11, 12 and 13, 14 each) execute in the form of two or more circuits, switch x to the same section of the battery. So, if one sec is pressed through circuits 11, 12 and 15, 16, and the other is contour 13, 14 and 17, 18 (FIG. 2), with the same typical power of reactive elements as in the tia scheme of FIG. 1 loop resistance increase; is twofold (reactive), as a result of which the Q-factor of the circuit also increases approximately by 2 times. With three (four) circuits, the quality factor of each one is three-times higher than that of the original one, the weight of the drosses and the capacitors will remain unchanged, and the reliability of the device increases. This creates prerequisites for the implementation of the device as a set of individual modules with n KonHTenHMtt. An increase in the quality of the set of circuits leads to an increase in the voltage of the capacitors, which additionally increases the load capacity and increases the charging voltage. Switching additional modules (15, 16 and 17, Is) - circuits with accumulators - can be carried out simultaneously with the main thyristors (19, 20 and 21, 22). The thyristor pairs that charge the capacitors are connected in parallel with the main thyristors. In addition, if the valve control unit 10 is executed as a multiphase auto-generator, the number of phases in which is equal to the Number of modules with resonant circuits per one section of the battery, and the thyristors switching these circuits, from the corresponding phase shift, in addition to the efficiency of the device, it is also possible to reduce the unevenness of the power take-off from the source, which additionally increases the energy output and reduces its typical capacity. When the oscillator is biphase in the first cycle of the first phase, the thyristors 6 and 8 are intact and the ocymeci is the charge of the capacitor 12. The first tact of the second phase is unlocked the thyristors 19 and 21 - the capacitor 16 charges. The charge current of this capacitor lags 9 O from the charge current of the capacitor 12. In the second cycle of the first phase, the thyristors 7 and 9 are opened, as a result of which the capacitor 14 is charged and the capacitor 12 is discharged. In the second cycle of the second phase, the thyristors 20 and 22 are opened and the capacitor 18 is charged and the capacitor 16 is discharged. The capacitors charge current pulses. 12, 14 and 16, 18 are shifted by 90, which characterizes the current consumption from the source with a coefficient of 0.133 versus 0.667 and a circuit with a single-phase oscillator according to FIG. 1. Therefore, the typical power of a source and a device with a multi-phase oscillator is reduced by more than 1.5 times compared with a device with a single-phase generator. Claims An apparatus for powering a load comprising a battery divided into several, for example, two sections connected in series, a DC source of limited power, the voltage of which does not exceed the battery voltage, valves connected in the forward direction between one-pole source and battery terminals, the taps of which are connected to the corresponding source terminals via controlled valve switches, and a key management unit, in order to reduce the set The source power, parallel to the circuit formed by each of the valves and the corresponding section of the battery, is connected in the conductive direction one or more pairs of connected in series-according to controlled thyristor gates, and the connection points of the thyristors of each of these pairs through series-connected capacitors and a linear choke connected to a source terminal connected to a valve of another circuit. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 352338, H 02 J 7/14.
2.Авторское свидетельство СССР № 269263, Н 02 J 7/00.2. USSR Author's Certificate No. 269263, H 02 J 7/00.
Фиг. 2FIG. 2
Фиг.11