SU951489A1 - Устройство автоматического переключени аккумул торов при испытании - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам электротехники и позвол ет обеспечить автоматическое переключение на независимый или групповой режим работы акку.мул торов в процессе их испытаний и циклировани .

Известно включение и отключение последовательно соединенных аккумул торов, осуществл емое с помощью силовых коммутаторов , состо щих из бесконтактных коммутирующих элементов или электромагнитных коммутационных аппаратов 1 и 2.

Недостатком этих схем коммутации  вл етс  низка  надежность и малый срок службы коммутационных аппаратов, вызванные броском токов в момент переключени . Кроме того, последовательное соединение аккумул торов, не требу  дополнительных мер по синхронизации начала зар да и разр да, имеет существенный недостаток, заключающийс  в том, что при отключении одного аккумул тора обесточиваютс  все другие аккумул торы данной группы.

Известна коммутаци  последовательно соединенных аккумул торов с помощью блока коммутации, снабженного узлом транзисторной задержки на отпускание, нагрузкой которого  вл етс  реле 3.

Эта схема позвол ет устранить броски тока в момент переключени , однако введение в силовую цепь нескольких реле резко снижает ее надежность.

Известно устройство автоматического переключени  групп аккумул торных батарей с последовательного соединени  при зар де на параллельное соединение при разр де , в котором в качестве коммутирующих элементов используютс  полупроводниковые вентили, щунтированные замыкающими контактами 4.

Кроме наличи  механических контактов

в силовой цепи этой схеме присущи и другие

недостатки. В частности, данна  схема не

позвол ет осуществить независимую работу

15 аккумул торов.

Известно переключение аккумул торов с помощью управл емых вентилей, которое позвол ет подавать управл ющие импульсы через два заданных интервала времени и в заданной последовательности 5.

Эта схема позвол ет осуществить индивидуальный режим работы, но не имеет группового режима, что  вл етс  ее недостатком.

Известные схемы переключени  аккумул торов не позвол ют эффективно эксплуамрорить зар дно-разр дные стенды, сни:i-;/; ;фоизвод 1тельность труда, привод т . чеоолодимости созд ни  нескольких стендо si. Из известных схем управлени  зар дом и разр дом аккумул торных батарей в качестве прототипа может быть вз та контрольно-измерительна  аппаратура с периодическим режимом работы, где используетс  принцип изменени  тока регулирующих транзисторов посредством дополнительного транзисторного ключа, управл емого переключающей схемой 6. Данна  схема обеспечивает работу в режиме зар да или разр да только одной аккумул торной батареи и,помимо контактов реле, содержит в управл ющей цепи диоды и тиристоры. Поэтому така  схема имеет невысокие быстродействие и надежность, что особенно недопустимо, если по такому принципу управл ть работой нескольких аккумул торных батарей. Кроме того, здесь не может быть обеспечен групповой режим работы нескольких аккумул торов или аккумул торных батарей, что не дает возможности повысить производительность работы при проведении испытаний. Цель изобретени  - повыщение эффективности и расширение функциональных возможностей зар дно-разр дного стенда дл  испытаний и циклировани  аккумул торов . Поставленна  цель достигаетс  тем, что Б устройстве автоматического переключени  аккумул торов, содержащем транзисторные ключи в цепи аккумул торов и переключающую схему, последн   выполнена в виде трех общих дл  группы аккумул торов схем совпадени  с количеством входов, равным числу аккумул торов в группе, двух схем НЕ и схемы И-НЕ, общих дл  группы аккумул торов , двух дополнительных схем совпадени  каждой зар дно-разр дной секции, причем выход первой общей схемы совпадени  соединен с первыми входами первых дополнительных схем совпадени  всех аккумул торов через первую схему НЕ и непосредственно с входом общей схемы И-НЕ, выход второй общей схемы совпадени  соединен с вторыми входами первых дополнительных схем совпадени , а выход третьей общей схемы совпадени  через вторую схему НЕ подключен к второму входу общей схемы И-НЕ, третий вход которой соединен с третьими входами первых дополнительных схем совпадени  и с переключателем, определ ющим режим работы, выход общей схемы И-НЕ соединен с первыми входами вторых дополнительных схем совпадени  всех аккумул торов , выходы первых дополнительных схем совпадени  соединены с вторыми входами вторых дополнительных схем совпадени  соответствующих секций, третьи входы вторых дополнительных схем совпадени  и четвертые входы первых дополнительных схем совпадени  соединены с триггерами, определ ющими режим работы, а выходы вторых дополнительных схем совпадени  через резисторы подключены к базам транзисторных ключей. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит У1-УЗ - схемы совпадени , с количеством входов, равным числу аккумул торов в группе, У4 и У5 - схемы НЕ (схемы инверсии), У6 - схема И-НЕ совпадени  с трем  входами. Схемы У1-У6 общие дл  группы аккумул торов. У7-12 - первые дополнительные схемы совпадени ; У13-У18 - вторые дополнительные схемы совпадени , Т1-Т6 - транзисторные ключи. Данное устройство входит в стенд дл  циклировани  аккумул торов. Стенд состоит из 12-ти одинаковых частей, кажда  из которых может обеспечивать циклирование только одного аккумул тора или одной аккумул торной батареи. Эти части называютс  секци ми. По своим техническим характерис тикам стенд обеспечивает одновременную работу аккумул торов в независимом (индивидуальном ) режиме, когда циклы зар да и разр да различных аккумул торов не совпадают , или нескольких аккумул торов, включенных на параллельную работу, с синхронизацией начала зар да и разр да. Такой режим работы называетс  групповым. Устройство обеспечивает синхронизацию начала зар дного и разр дного циклов дл  всех секций стенда путем блокировани  регулирующих транзисторов (на схеме нет) с помощью транзистор1ых ключей Т1-Т6 и формирует управл ющие сигналы в соответствии с состо нием задатчиков режима работы данных секций, выполненных на триггерах . Количество аккумул торов в группе в нащем случае может быть от 2-х до 12-ти. Предлагаемое устройство управл ет работой 6-ти секций. Таким образом, стенд содержит два таких идентичных устройства. Блокировка регулирующих транзисторов, а, следовательно, и блокировка последовательно соединенных с ними аккумул торов (или вообще блокировка секций) осуществл етс  путем открывани  соответствующих транзисторных ключей (Т1-Т6), работающих в ключевом режиме. Состо ние ключей определ етс  состо нием триггеров «Пуск и «Разр д в каждой секции. Схемы триггеров и их управл ющие цепи на чертеже не показаны. Единичное состо ние триггера «Пуск свидетельствует о том, что в -данной секции идет зар дно-разр дный цикл. Этот триггер устанавливаетс  в «1 нажатием кнопки «Пуск на пульте управлени  и сбрасываетс  в «О по окончании разр дного цикла. В данном устройстве зар дно-разр дный цикл начинаетс  всегда с зар дного режима.

Триггер «Разр д в единичном состо нии свидетельствует о том, что секци  работает в режиме разр да. Он устанавливаетс  в «1 по сигналу со счетчика ампер-часов и сбрасываетс  в «О синхронно с триггером «Пуск по сигналу со схемы контрол  за минимальным напр жением аккумул тора (на чертеже не показано).

Сигналы с единичных выходов триггеров «Пуск (Т«Пуск) поступают на входы первой общей схемы совпадени  (У1), а также на третьи входы вторых дополнительных схем совпадени  (У 13-У18). Единичному состо нию триггера «Пуск соответствует высокий уровень на его выходе (Т«Пуск). Аналогично, если установлен в «1 триггер «Разр д, то на единичном выходе его (Т«Разр д) будет вь сокий уровень, а на нулевом выходе (Т«Разр д) - низкий уровень. Единичные выходы триггеров «Разр д заведены на вторую общую схему совпадени  (У2) и на четвертые входы первых дополнительных схем совпадени  (У7-У12). В данном устройстве применены схемы совпадени  высоких уровней типа И-НЕ, т. е. когда на всех ее входах имеютс  высокие уровни на выходе схемы будет низкий уровень потенциала. Сигналы с нулевых выходов триггеров «Т Разр д поступают на входы третьей общей схемы совпадени  (УЗ). Включение тумблера в состо ние «Групп (групповой) обеспечивает на третьих входах схем У7-У12 и на третьем входе с.хемь У6 высокий уровень. Соответственно, при переключении в режим «ИНД (индивидуальный ) на этих входах обеспечиваетс  низкий уровень.

Рассмотрим более подробно работу устройства .

Пусть все триггеры «Пуск и «Разр д наход тс  в исходно. состо нии «О, что свидетельствует об окончании предыдущего зар дно-разр дного цикла. Тогда на всех входах У1 и У2 будут низкие уровни, а на их выходах - высокие. На входы УЗ при этом подаютс  высокие уровни, а на выходе этой схемы будет низкий уровень. Инверторы У4 и У5 измен ют уровни потенциалов с высокого на низкий дл  схемы У1 и с низкого на высокий дл  схемы УЗ. Из чертежа видно, что на два- входа схемы У6 поступают высокие уровни, а потенциал третьего входа, как указано, зависит от положени  тумблера «Групп-Инд. На входы первых дополнительных схем совпадени  У7-У12 в исходном состо нии подаютс  следующие потенциалы: на первые входы низкие уровни с выхода У4, на вторые входы высокие уровни с выхода У2, на четвертые входы низкие уровни с триггеров «Разр д, потенциал третьих входов зависит от положени  тумблера «Групп-Инд.

На выходах схем У7-У12 будут высокие уровни, которые подаютс  на вторые входы вторых дополнительных схем совпадени 

. Потенциалы первых входов этих схем определ ютс  выходным потенциалом схемы У6, завис щим от положени  ту.мблеоа «Групп-Инд. Третьи входы схем У13- У18 в исходном состо нии наход тс  под низким потенциалом, задающимс  триггерами «Т Пуск. На выходах схем У13-У18 будут высокие уровни, которые блокируют транзисторы Т1-Т6, а, следовательно, и все зар дно-разр дные секции. При включении ту.мблера на групповой режим работы на третий вход с.хемы У6 будет подан высокий уровень. Низкий уровень с выхода этой схемы поступает на первые входы схем У13- У18, что обеспечивает блокировку зар дноразр дных секций до включени  последней из них нажатием кнопок «Пуск (подачей высоких уровней триггеров «Т Пуск на все входы У1 и на третьи входы У13-У18) и по влени  низкого уровн  на выходе У1 и на втором входе У6. На выходе схемы У6 в этом случае по витс  высокий уровень, передающийс  на первые входы схем . Таким образом, все входы схем У13-У18 оказываютс  под высокими потенциалами и на выходе их по вл етс  низкий уровень , одновременно открывающий все транзисторы , дава  начало зар ду аккумул торов во всех секци х. При этом режим зар да начинаетс  только после того, как будет установлен в «1 последний триггер «Пуск. При этом на выходах схем У2, У4, У5, У7-У12 будут высокие уровни, а на выходах схем У1, УЗ, У13-У18 - низкие. Из-за неидентичности аккумул торов в группе окончание зар дного режиме происходит неодновременно. Достигщие нужного уровн  зар да акку.мул торы отключаютс  от силовой цепи до заверщени  этого режима в последнем аккумул торе группы.

Блокировка зар женных аккумул торов производитс  следующим образом.

Claims (6)

1. По сигналу со счетчика ампер-часов (на чертеже не показан) триггер «Разр д, прекративщей зар д секции, устанавливаетс  в состо ние «1. задава  высокие уровни на соответствующий вход схемы У2 и на четвертый вход первой дополнительной схемы совпадени  своей секции, и также низкий уровень на один из входов схемы УЗ. Поскольку на остальных входах первых дополнительных схем совпадени  высокие уровни, то произойдет блокировка данной секции (по витс  высокий уровень на входе транзисторного ключа этой секции). Закончивщие режим зар да секции последовательно блокируютс  до тех пор, пока не установитс  в «1 последний «Т Разр д. В этом случае разрещение на работу стенда в режиме разр да произойдет по низкому уровню на выходе схемы У2, заведенному на вторые входы схем У7-У12, что обеспечивает одновременность начала режима разр да аккумул торов всей группы. Аналогично режиму зар да, в силу неидентичности аккумул торов они достигают заданного минимального напр жени  не одновременно, следовательно, достигшие этого напр жени  аккумул торы должны быть отключены от разр дной цепи, а не достигшие - продолжать режим разр да. Блокировка закончивших разр д секций производитс  по низким уровн м «Т Пуск, заведенным на третьи входы схем У13-У18, с окончанием цикла триггеры поскольку «Пуск и «Разр д по сигналу со схемы контрол  за минимальным напр жением аккумул торов одновременно устанавливаютс  в состо ние «О. При выходе из режима разр да последнего аккумул тора. схема оказываетс  в исходном состо нии, Во втором режиме работы, когда тумблер «Групп-Инд находитс  в положении «Инд, на вторые входы схем У13-У18 подаютс  высокие уровни с выходов соответствующих схем У7-У12, а на первые входы схем - высокие уровни с выхода У6. Таким образом, в индивидуальном режиме наличие блокировки данной секции зависит только от состо ни  соответствующего триггера «Пуск (третьи входы У13-У18), чем и обеспечиваетс  независимость режимов работы секций. Достоинствами данной схемы управлени   вл ютс  наличие двух режимов работы, что значительно расщир ет возможности стенда, позвол   выбирать в каждом конкретном случае испытани  наиболее удобный дл  обслуживающего персонала режим работы (так, например, в индивидуальном режиме работы на одном и том же стенде можно проводить испытани  различного количества, причем не об зательно однотипных аккумул торов, по различным программам , при этом значительно сокращаетс  общее врем  испытаний, поскольку новый зар дно-разр дный цикл может начатьс  сразу же после окончани  предыдущего, а разр дный режим начинаетс  сразу же после окончани  зар дного); улучшение качества испытаний в индивидуальном режиме , поскольку практически исключаетс  врем , в течение которого происходит саморазр д аккумул торов; возможность обслуживани  нескольких стендов одним оператором при групповом режиме работы; отсутствие механических контактов в силовой цепи; повышенное быстродействие и более высока  надежность. Формула изобретени  Устройство автоматического переключени  аккумул торов при испытании, содержащее переключающую схему и транзисторные ключи в цепи испытуемых аккумул торов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности и расщирени  функциональных возможностей зар дно-разр дного стенда , переключающа  схема выполнена в виде трех общих дл  группы аккумул торов схем совпадени  с количеством входов, равным числу аккумул торов в группе, двух схем НЕ и схемы И-НЕ, общих дл  группы аккумул торов , двух дополнительных схем совпадени  каждой зар дио-разр дной секции, причем выход первой общей схемь совпадени  соединен с первыми входами первых дополнительных схем совпадени  всех-аккумул торов через первую схему НЕ и непосредственно с входом общей схемы И-НЕ, выход второй общей схемы совпадени  соединен с вторыми входами первых дополнительных схем совпадени , а выход третьей общей схемы совпадени  через вторую схему НЕ подключен к второму входу общей схемы И-НЕ, третий вход которой соединен с третьими входами первых дополнительных схем совпадени  и с переключателем, определ ющим режим работы, выход общей схемы И-НЕ соединен с первыми входами вторых дополнительных схем совпадени  всех аккумул торов , выходы первых дополнительных схем совпадени  соединены с вторыми входами вторых дополнительных схем совпадени  соответствующих секции, третьи входы вторых дополнительных схем совпадени  и четвертые входы первых дополнительны.х схем совпадени  соединены с триггерами. определ ющими режи.м работы, а выходы вторых дополнительных схем совпадени  через резисторы подключены к базам транзисторных ключей. .Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Вельский В. П. и др. Новые автоматические зар дно-разр дные и контролирующие устройства дл  аккумул торов. М., 1962, с. 63,
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 372604, кл. Н 02 J 7/10, 1971.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 541226, кл. Н 01 М 10/48, 1974.
4. 4.Авторское свидетельство СССР № 492953, кл. Н 01 М 10/42, 1973.
5. 5.Патент США № 4016474, кл. Н 02 J 7/00, 1977.
6. 6. Патент Великобритании № 1359139, кл. G 3 R, 1974.