(54) УСТРС СТВО ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ(54) USTRS STVO POWER LOADS
Насго щее изобретение огносигс к элекгрогехннке, а более конкретно к yctройсгвам дл пигани нагрузки и можег быгь использовано преимущесгвенно дл бесперебойного снабжени элекгроэнерги ей длительно работающих необслуживаемьо потребителей.. Длительна эксплуатаци необслуживаемых устройств питани , использующих в своем составе циклически работающую аккумул торную батарею (АБ) предопредел ет необходимость прин ти мер по стабил зации характеристик аккуп ул торов, которые деградируют (ухудщаютс ) во времени . Одним из эффективных методов стабилизации характеристик аккумул торе вл етс их периодическое восстановление путем глубсжого разр да и последующего зар да J1. J. Известны устрсЛства питани нагрузки содержащие генератор электроэнергии и АБ, соединенные между собой и с нагрузк (Л через автомат регулировани н защит в которых дл повышени энергетической . . 2 ; . эффективности и срока службы устройства с помощью блока восстановлени характеристик осуществл етс периодический (по внешним командам) глубокий разр д АБ йа общий резистор. При этом, на врем восстановлени характеристик АБ, бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией обеспечиваетс с помощью дополнительной АБ с аналогичными характеристика:- ми 2. Недостатком известных устройств питани вл етс , во-первых, необходимость иметь в своем составе две АБ, что в значителшой мере ухудшает удельные энергетические характеристики устройства, и, во-«торых, поскольку глубокий разр д АБ производитс на общий резистор, то, во избежание выхода из стро отдельных аккумул торов, ввиду их неидентичной зар женности , глубокий разр д прекращают по первому разр дившемус аккумул тору, что гфиводит к неполному восстановлению характеристик остальных аккумул торов, а. 384 спедовагельно, уменьшению эффектнвносги в ресурса АБ н всего устройства. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущ осги вл етс устройство питани нагрузки, состо щее из солнечней к Двух аккумул торных батарей, соединенных между собой и с выходными выводами через автомат регул овани и защиты , и подключенного к ним блока восстановлени характеристик аккумул торов З. Работает это усгрсйство следующим офазом. При эксплуатации устройства солнечна и аккумуп тс ные батареи обеспечи- Бают непрерывную вьфаботку электроэнергии дл снабжени потребителей, а автома регулировани и защиты поддерживает в требуемых пределах параметры элекгроэнергии на вь ходных выводах и управл ет режимами работы солнечной и аккумул тф ных батарей. В ходе циклировани АБ по внешним радиокомандам производитс восстановление характеристик аккумул торов. В момент поступлени радиокоманды одна из АБ исключаетс из работы на нагрузку и подключаетс к блоку восстановлени ха рактеристик, который производит одновременный глубокий разр д всех аккумул торов на индивидуальные резисторы с контролем по напр жению на А Б, после чего АБ зар жаетс с контролем по датчику сзграничени зар да, уставка срабатывани котфого формируетс с учетом условий эксплуатации АБ и поступает на установоч ный вход блока восстановлени характерис тик.. Когда зар женносгь АБ достигает уровн срабатывани ограничите; зар да, ее зар д прекращаетс (цикл восстановлени характеристик АБ завершен) и она включаетс в работу по обеспечению потребителей электроэнергией. На интервале воссгановлени характеристик этой АБ, бесперебойное питание потребителей обеспечивает друга АБ. Очередной цикл восстановлени характеристик АБ производитс при подаче на устройство радиокоманды дл переключени АБ из режима работы в режим восстановлени характеристик. Однако необходимость использовани в своем составе Двух (или более) АБ значительно ухудшает удельные (энергетические и массогабаритные) характеристики устройства;., имеющие место (возникающие в ходе эксплуатации) различи в уровн х зар женйости аккумул торов при восстановлении , их характеристик Полностью не 9 устран ютс , что приводит к снижению энергетических характеристик АБ. Это объ сн етс тем, что поскольку в ходе восстановлени характеристик (при глубоком разр де) длительность разр да кс«тролируема по напр жению на АБ и величина разр дных резистчэов одинаковы дл всех аккумул торов, то они, име различи в уровн х зар женности, разр жаютс на различную глубину, а при последующем зар де АБ эти различи не устран кз(тс , ввиду зар да аккумул тс ов в последовательной цепи АБ. Следовательно, при дальнейщём циклсфовании АБ, во збежанке вькода из стро отдельных аккумул торов ограничение ;зар Да АБ производ т по первому зар дившемус , а разр да - по первому разр дившемус аккумул тору, что уменьшает потенциальные энергетические возможности АБ. В ходе восстановлени характеристик ДБ создаетс дополнительна пикова нагрузка на средства.отвода и поглощени тепла (при одновременном глубоком разр де всех аккумул торов) и на генератср электроэнергии (при зар де АБ после ее глубо:- кого разр да). Кроме того, отсутствие, автоматизации процесса восстановлени характеристик АБ производитс по радиокомандам, что требует наличи каналов радиосв зи и соответствующего контрол за периодичностью восстановлени характеристик Цель изобретени - повышение удельных энергетических характеристик устройства питани нагрузки, уменьшение пикового тепловыделени устройства и обеспечение автоМатйзации процесса стабилизации его характеристик. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство питани нагрузки, содержащее генератф электроэнергии и аккумул тсч ную батарею, подключенные через автомат регулировани и защиты к выходным выводам , соединенный с АБ блок восстановлени характеристик аккумул торов (ББХ), дополнительно введены коммутирующий элемент (КЭ) и блоки; поаккумул тс зного контрол (БПК), замещени аккумул торов (БЗА), формирован-и адреса (БФА), выборки наибольшего уровн зар женности (БВУ), причем АБ и блок БВХ соединены между собой через блок БЗА, управл ющий вход которого через КЭ подключен к выходу блока БФА, вход которого н вход блока БВУ через блок БПК .соединены с АБ, а выход блока БВУ подключен к установочному входу блока БВХ, выход когорого соединен с управл ющим входом КЭ. Предлагаемое устройство состоит из генератф 1 электроэнергии и аккумул торной батареи 2, соединенных между собей и с выходными выводами через автомат 3 регулировани и защиты, блока 4 . восстановлени характеристик аккумул торов , соединенного силовыми шанами с АБ 2 через блок 4 замещени аккумул торов , соединенного силовыми шинами с АБ 2 через блок 5 замещени аккумул торов , блоков 6 формировани адреса и выборки наибольщего уровн зар женности 7, входы которых через блок поакку- мул$ггорного кемтрОЛЯ 8 подключены к АБ 2i коммутирующего элемента 9, соедин ющего выход блока 6 формирсюани адреса и управл ющий вход блока 5 замещени аккумул торов, причем выход блока 7 выбфки наибольшего уровн зар женносги соединен с установочным входом блока 4 вос9тановлени характеристик , выхой которого подалючен к управл ющему на замыкание входу коммутирующего элемента 9. В исходном состо нии (перед началом эксплуатации устройства) один из аккумул торов АБ 2 блоком замещени аккумул торов 5 электрически исключен из ее цепи и аоахлЮЧен к блоку 4 восстановлени характеристик . С момента начала и в процессе эксплу атации устрсйства генератор 1 электроэнергии и аккумул торна батаре 2 (в составе N-1 аккумул торов, где N-об щее количество aккyмyл тqэoв в АБ 2) обеспечивают непрерывную вьфаботку электроэнергии дл снабжени потребителей, при этом автомат регул{фовани и защиты 3 осуществл ет поддержание в требуемы пределах параметров электроэнергии на вы ходных выводах устрсйсгва и управл ет ре жимами работы генератсра 1 и АБ 2. С этс о же момента времени в блсже воссТа новлени характеристик 4 производитс восстановление характеристик аккумул тора , подключенного к этому блсжу (щэоизводитс глубокий разр д на резнете с контролем по напр жению на аккумул торе , и последующий зар д до уровн , задаваемого на установочный вход блока 4).В ходе циклировани АБ 2 блок поакку гул тс ного контрол 8 определ ет и выдает на входы блоков 6 и 7 формировани адре са и вь1борки наибольшего урс«н зар женности информацию об уровн х зар жен- црсти каждого из И -1 аккумул торов 84 9 АБ 2. Блок 6 формч овани адреса определ ет и выдает на выход а;фес (пор дковый номер) аккумул тора с наименьшим уровнем . зар женностй, а блок 7 выборки определ ет (выбирает) и выдает на установочный . вход блока 4 восстановлени характеристик наибольший из N -1 уровень зар женностй. Блок 4 восстановлени характеристик в момент времени, когда уровень зар да восстанавливаемого (подключенного к нему) аккумул тора Достигнет уровн , задаваемого на его установочный вход, выдает сигнал на управл ющий вход коммутирующего элемента 9, который (замыка сь) пропускает сигнал (адрес ) от блока 6 формировани на управл ющ{ й вход блока 5 замещени аккумул торов . По этому сигналу блок Б замещени восстановленным аккумул тором замен ет (замещает) в цепи АБ 2 аккумул тф с наименьшим уровнем зар женностй (согласно подаваемому на его управл ющий вход адресу), и пошслючает последний к блоку 4 восстановлени характеристик (всюстановленный аккумул тор и «ккуму тор с наименьшим уровнем рар женности электрически помен лись iecтaми). Цикл восстановлени характервротик автоматически повтор етс в течение всего времени эксплуатации устройства (в любой момент юмени в рцнскме восстановлени находитс один из аккумул торов АБ 2), причем каждый раз восстанавливаютс характеристики худшего (с наименьшим уровнем зар женностй) аккумул тора , который воз ащаетс в цепь АБ 2 зар женным до уровн лучшего (с наибольшим уровнем зар женностй) аккумул тор ра, т.о. нар ду с поочередным восстановлением характеристик аккумул торов они вщ)аш1Ивак тс между собой по уровню зар женности . Исно ьзование предлагаемого устройства питани обеспечивает повышение удельных характеристик (за счет уменьшени массы АБ вместо двух используетс одна АБ), увеличение эн Гетических характеристик (за счет нивел1фовани характ истик акрсумул торов А&), уменьшение пикового тепловыделени и нагрузки на генератор электроэнергии (за счет поочередного разр да и зар да аккумул торов при восста- новленЙЕИ характеристик). Кроме того, исключаетс необходимость контрол и управлени по радиокомандам режимом стабилизации характеристик АБ..The inventive invention of ognosigs for electric equipment, and more specifically for ykroysgvam to pigment the load and can be used primarily for the uninterrupted supply of electricity to its long-running non-serviced consumers. There is no need to take measures to stabilize the characteristics of akkup of investors who degrade (worsen) over time. One of the effective methods for stabilizing the characteristics of an accumulator is their periodic restoration by deep discharge and subsequent charge J1. J. Known power supply devices containing a generator of electricity and AB connected to each other and to a load (L through the automatic control of the protection in which to increase the power consumption. 2;.. Of the efficiency and service life of the device using a recovery unit to external commands) deep discharge of the battery is a common resistor. At the same time, for the time of restoration of the characteristics of the battery, uninterrupted power supply to consumers is provided by means of additional battery batteries with the same Characteristics: - 2. A disadvantage of the known power supply devices is, firstly, the need to have two ABs in their composition, which to a large extent impairs the specific energy characteristics of the device, and secondly, since the deep discharge of the ABs is produced on common resistor, then, in order to avoid the individual batteries being out of order, due to their non-identical charge, the deep discharge is stopped by the first discharge distributor, which leads to an incomplete restoration of the characteristics of other batteries, as well. 384 more comfortably, reducing the efficiency in the resource AB n the entire device. The closest to the technical supply offered by the user is a power supply device consisting of a sun battery to two batteries connected to each other and to output terminals via an automatic regulator and protection, and the battery characteristics recovery unit Z connected to them. This is the next phase. During operation of the device, solar and battery batteries provide continuous power consumption for supplying consumers, and the automatic control and protection maintains the required electric power parameters at the output pins and controls the operating modes of the solar and battery batteries. During the cycling of the battery by external radio commands, the characteristics of the batteries are restored. At the time a radio command arrives, one of the batteries is excluded from the load operation and connected to the recovery unit, which produces a simultaneous deep discharge of all the batteries to individual resistors with voltage control on А B, after which the battery is charged with control by the sensor at the charge limit, the pick-up setpoint is formed taking into account the operating conditions of the battery and arrives at the installation input of the recovery unit. Characteristics when the battery charge reaches the limit level ite; the charge, its charge stops (the recovery cycle of the AB characteristics is completed) and it is included in the work of providing consumers with electricity. In the interval of recovery of the characteristics of this battery, uninterrupted power supply to consumers is provided by a friend of the battery. The next AB restoration cycle is performed when a radio command is applied to the device to switch the AB from the operation mode to the restoration mode. However, the need to use two (or more) ABs in its composition significantly worsens the specific (energy and mass-size) characteristics of the device;. The differences (in operation) caused by differences in the charge levels of the batteries during restoration and their characteristics are not completely eliminated that leads to a decrease in the energy characteristics of the AB. This is due to the fact that since during the restoration of the characteristics (at deep discharge) the duration of the discharge cc is controlled by the voltage across the battery and the magnitude of the discharge resistors is the same for all batteries, they have different levels of charge. are discharged to different depths, and during subsequent charging of AB these differences do not eliminate the short-circuit (TC, due to the charge of the batteries in the sequential circuit of the battery. Consequently, during further cycling of the battery, each battery is limited; Yes AB production one at the first charge is reduced and the discharge at the first charge is the clearance of the battery, which reduces the potential energy potential of the battery. During the restoration of the DB characteristics, an additional peak load is created on the means of heat removal and absorption (with the simultaneous deep discharge of all batteries). ) and on the generator of electricity (when charging AB after its depth: - whom is the discharge). In addition, the lack of automation of the recovery process of AB characteristics is performed by radio commands, which requires the presence of radio channels and a communication control corresponding to the characteristics of the invention The purpose of reducing the periodicity - increase specific energy characteristics of the power load device, reduction of peak heat release device avtoMatyzatsii and ensuring the stabilization of its characteristics. This goal is achieved by the fact that a switching element (CE) and an additional battery are added to the output power supply device containing the power generation generator and the battery connected via an automatic control and protection device to the output terminals connected to the battery. blocks; battery accumulation control (BOD), battery replacement (BZA), formed-and addresses (BFA), the sample of the highest charge level (BVI), and the AB and BVH block are interconnected through the block BZH, the control input of which is through CE connected to the output of the BFA unit, the input of which is to the input of the BVU unit through the BPC unit. They are connected to the AB, and the output of the BVU unit is connected to the installation input of the BVH unit, the output is connected to the control input of the CE. The proposed device consists of a generator 1 of electricity and a battery 2 connected between itself and with the output terminals through the automatic machine 3 of regulation and protection, block 4. restoring battery characteristics connected by power shanami to AB 2 through battery replacement unit 4, connected by power tires to AB 2 through battery replacement block 5, address formation and sampling unit 6 of the highest level of charge 7, whose inputs through the block The $ 8 gammer terminal 8 is connected to the AB 2i of the switching element 9 connecting the output of the address forming unit 6 and the control input of the battery replacement unit 5, the output of the highest battery charging unit 7 connected to the device The main input of the unit 4 for setting characteristics, the output of which is connected to the input of the switching element 9. It is in the initial state (before the device starts operating) one of the batteries AB 2 by the replacement battery 5 is electrically excluded from its circuit and connecting to the unit 4 restore performance. Since the beginning and during the operation of the device, the electric power generator 1 and the battery 2 (consisting of N-1 batteries, where the N-total number of batteries in AB 2) provide continuous electrical power to supply consumers, while the automatic regulator {the protection and protection 3 maintains the electric power parameters at the required limits at the output terminals of the device and controls the operation modes of the generator 1 and AB 2. At this point in time, the performance of the characteristics 4 is restored. characteristics of the battery connected to this blessing (this produces a deep discharge on the reznet with control on the voltage on the battery and the subsequent charge to the level set on the installation input of the block 4). During the cycling of the AB 2, the unit will be charged Control 8 detects and outputs to the inputs of blocks 6 and 7 of the address formation and the highest URS of the highest charge information about the charge levels of each of the I -1 batteries 84 9 AB 2. Block 6 of the address address determines and outputs an output; fez (serial number) battery torus with the lowest level. charge, and block 7 of the sample determines (selects) and gives to the installation. the input of the recovery unit 4 is the highest charge level of N -1. The recovery unit 4 at the time when the charge level of the battery to be restored (connected to it) reaches the level set at its installation input sends a signal to the control input of the switching element 9, which (shorts) passes the signal (address) from formation unit 6 per control {th input of replacement battery unit 5. With this signal, the replacement unit B replaces (replaces) in the circuit AB 2 the batteries with the lowest charge level (according to the address given to its control input), and sends the latter to the recovery unit 4 (all set battery and " Kkumor tor with the smallest parity level was electrically exchanged (iec). The recovery cycle of the characteristics of the device automatically repeats during the entire operation time of the device (at any time during the recovery, one of the batteries of the AB 2 is found), and each time the characteristics of the worst (lowest level of charge) battery that recovers in the circuit are restored AB 2 is charged to the level of the best (with the highest level of charge) battery, so Along with the alternate restoration of battery characteristics, they are known among themselves according to the level of charge. In practice, the proposed power supply device provides an increase in the specific characteristics (by reducing the mass of the AB, instead of two, one AB is used), an increase in the enGetical characteristics (due to the leveling of the characteristics of the A & A accumulators), and a decrease in the peak heat release and load on the electric power generator (due to alternating battery discharge and charge while restoring performance). In addition, the need to control and control the characteristics of the stabilization of AB characteristics by radio commands is eliminated.