Устройство за регулиране на разрядния ток на двусекционна тягова батерия
Изобретението се отнася до акумулаторно превозно средство с постояннотокови двигатели. Устройство за регулиране на разрядния ток на двусекционна акумулаторна батерия за захранване на постояннотоков тягов двигател съдържа тягов двигател с последователно възбуждане с намотка на котвата 2, двусекционна акумулаторна батерия 1, между секциите на които силовият контакт 5.1 на първия контактор е свързан 5. Всяка от секциите на батерията е свързана с диоди 3. Първият токов сензор 13 е монтиран във веригата за разреждане на батерията, чийто изход е свързан към входа на усилвателя 12, изхода на последният е включен на бобината на токовото реле 11. Устройството също така съдържа импулсен токов регулатор 14 с токов сензор 15 и изходен транзистор 14.1, реле за напрежение с бобина 16 и блок за забавяне на включването 17, вторият контактор 6 и контролен контролер с контакти 7, 8, 9, 10. Устройството позволява да се намалят разрядният ток и загубите на мощност в електродвигателя и в неговите управляващи вериги. 2 кал.
ОПИСАНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО КЪМ ПАТЕНТА
Изобретението се отнася до акумулаторни превозни средства с постояннотокови двигатели.
Следните устройства се приемат като аналози. Устройствата/1-3/осигуряват широчина на импулса (/ 1 /, стр. 67) и регулиране на времето на импулса/2,3/на тяговия двигател и позволяват ограничаване на разрядния ток на акумулаторната батерия, която захранва електродвигателя. Токът на двигателя протича през веригата на регулатора и винаги пулсира. В резултат на това загубите на електричество се увеличават поради спада на напрежението в полупроводниковия превключвател (тиристор, транзистор) на регулатора и пулсации на тока (нарастват загубите в мед и стомана на електродвигателя), ефективната стойност на тока става по-голяма от средна стойност. Устройства (/ 1 /, стр. 61-63),/4/осигуряват регулиране чрез постепенно изменение на захранващото напрежение на електродвигателя. Напрежението се регулира чрез превключване на секциите на акумулатора от паралелни на последователни, токът на разреждане на батерията е ограничен от резистор, който е свързан последователно с електродвигателя. Резисторът не осигурява стабилно ниво на максималния разряден ток на батерията, тъй като напрежението му зависи от неговия заряд и се променя, съпротивлението на резистора зависи от температурата и също се променя, моментът на превключване (скоростта на електродвигателя) на секциите на батерията оказва значително влияние върху стойността на разрядния ток, защото ... секциите на батерията се превключват, без да се следи стойността на тока на разреждане на батерията. В резултат на това разрядният ток надвишава допустимото ниво.
Като прототип е прието устройство за управление на електрически мотокар с акумулатор (/ 1 /, стр. 61-63), което съдържа постояннотоков тягов двигател с последователно възбуждане, състоящ се от две секции на акумулаторна батерия, диод, контактори, управление контролер и резистор за ограничаване на тока. Такова устройство не осигурява оптимален разряден ток. Използването на резистор с високо съпротивление ще осигури ток, който е приемлив за батерията. Но в този случай електрическият двигател реализира малка сила на сцепление и превозното средство има ниска производителност. Използването на резистор с ниско съпротивление осигурява добра производителност на автомобила, но токът на разреждане на батерията е голям и инсталираният му капацитет се използва слабо.
Същността на изобретението е следната. Капацитетът на разреждане Cp на акумулаторните батерии зависи от тока на разреждане Ip и е по-малък от номиналния капацитет CH, ако токът Ip е по-голям от номиналния ток IH на батерията. Графиката на фиг. 1 се получава въз основа на изчисления (Booth DA et al. Съхранение на енергия. M. Energoatomizdat, 1991, стр. 42) дава количествена представа за намаляването на Cp с увеличаване на Ip.
Устройството съгласно изобретението има импулсен регулатор вместо ограничаващ тока резистор и е допълнено с реле за ток, реле за напрежение с инерционен блок и контактор. Регулаторът ограничава тока на разреждане на батерията на стабилно ниво, което не зависи от заряда на батерията (напрежението) и е оптимално както за батерията, така и за електродвигателя. Допълнителните елементи намаляват загубите на енергия в управляващите вериги и в електродвигателя чрез шунтиране на транзистора на регулатора с контактор, когато ЕРС. електродвигателят осигурява необходимото ограничение на тока и чрез намаляване на времето за работа на регулатора. Последното се постига от факта, че разрядният ток на батерията контролира и автоматично блокира превключването на нейните секции, докато разрядният ток падне под граничното ниво.
Фиг. 2 е схематична диаграма на управляващото устройство. Диаграмата показва акумулаторна батерия, направена от две секции 1, тягов двигател 2 с последователна намотка за възбуждане (не е показана на схемата), свързана през реверс (не е показан на схемата) с намотка на котвата, разделяща 3 и шунтиращи 4 диода, първите 5 и вторите 6 контактора, първите четвърти контакти 7-10 на контролера на превозното средство, реле за ток 11 с отворен контакт 11.1, усилвател 12, измервателен шунт 13 на веригата за разреждане на акумулатора, импулсен регулатор на тока 14, измервателен шунт 15 от токовата верига на електродвигателя 2, релета за напрежение 16 с изключващи контакти 16.1, 16.2 и инерционен блок 17, който се състои от диод 17.1 и кондензатор 17.2. Контакторът 5 е направен с 5.1 захранващи контакта, 5.2 и 5.4 блокиращи затварящи контакти, 5.3 отварящи контакти. Контакторът 6 има силови контакти 6.1 и блокиращи отварящи се контакти 6.2. Регулаторът 14 включва изходен транзистор 14.1, изходен усилвател 14.2, орган за сравнение на напрежението 14.3, входен усилвател 14.4 и управляващ вход 14.5, свързан към шънт 15.
Регулирането се извършва, както следва.
При нулевата позиция на контролера неговите контакти 7-9 са отворени, контакт 10 е затворен и чрез шунтиране на кръстовището на емитер-база на транзистора 14.1 блокира неговото активиране от изходното напрежение на усилвателя 14.2. Контакторите 5 и 6 са изключени. Напрежението на секциите на батерията 1, свързани паралелно през диодите 3, се прилага към транзистора 14.1, той отваря веригата на електродвигателя 2 и в тази верига не тече ток. Същото напрежение през диода 17.1 се прилага към кондензатора 17.2 и към релето 16. Кондензаторът 17.2 се зарежда, неговото напрежение има полярността, показана от смях. Релето 16 е под напрежение и контактите му са отворени. Релето 11 е изключено и контактът му 11.1 е отворен. Когато контролерът се премести в първо положение, контакт 10 се отваря и контакт 8 се затваря. След отваряне на контакт 10 изходното напрежение на усилвателя 14.2 включва транзистора 14.1, електрическият двигател 2 е свързан към паралелно свързани секции 1 на батерията и в нейната верига се появява нарастващ ток. В този случай напрежението на шунта 15 се променя пропорционално на тока на електродвигателя 2 и се увеличава от усилвателя 14.4. Повишеното напрежение на шунта 15 навлиза в органа 14.3 и се сравнява с еталонното напрежение. Разликата между сравнените напрежения се увеличава от усилвателя 14.2, приложен към кръстовището на емитер-база на транзистора 14.1 и го включва. Разликата в напрежението, образувана в органа 14.3, има най-голяма стойност при липса на ток във веригата на електродвигателя 2. С увеличаване на тока на електродвигателя 2, образуваната разлика в напрежението намалява и достига стойност, при която транзисторът 14.1 изключва и ограничава тока на електродвигателя 2. В края на краищата токът на електродвигателя 2 се затваря през диода 4, напрежението на шунта 15 намалява и съответно напрежението на шунта 15 намалява. в сравнените напрежения се увеличава и достига стойност, при която транзисторът 14.1 отново се включва и токът на електродвигателя 2 започва да се покачва отново. Транзисторът 14.1 отново се изключва и ограничава тока на ниво, което се определя от стойността на еталонното напрежение и не зависи от напрежението на батерията.