RU62747U1

RU62747U1 - DC Power System

Info

Publication number: RU62747U1
Application number: RU2006141373/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Кириллов; Иван Васильевич Мельников; Александр Владимирович Катаржин
Original assignee: Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации (Оа Вс Рф)
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2007-04-27

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве системы электропитания стационарной аппаратуры автоматики и связи на железнодорожном транспорте.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as a power supply system for stationary equipment for automation and communication in railway transport.

Система содержит шины переменного тока, выпрямительное устройство, зарядные шины, первый и второй бесконтактные коммутаторы цепи, аккумуляторную батарею, вентильные двигатель и генератор, объединенные общим валом и разрядные шины и может работать в двух режимах: при наличии напряжения сети и при разряде аккумуляторной батареи. Применение вентильного двигателя позволяет защитить потребителей от помех, так как он выполняет функцию механического фильтра электрических помех при любой их частоте.The system contains AC buses, a rectifier, charging buses, the first and second contactless circuit switches, a battery, a valve motor and a generator connected by a common shaft and discharge buses and can operate in two modes: when there is mains voltage and when the battery is discharged. The use of a valve motor allows consumers to be protected from interference, since it performs the function of a mechanical filter of electrical interference at any frequency.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве системы электропитания стационарной аппаратуры автоматики и связи на железнодорожном транспорте, где потребители электрической энергии предъявляют повышенные требования к бесперебойности и надежности электроснабжения.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as a power supply system for stationary automation and communication equipment in railway transport, where consumers of electric energy have high demands on the uninterrupted and reliable supply of electricity.

Известна система электропитания аппаратуры автоматики и связи, содержащая аккумуляторную батарею, выпрямительное устройство и шины постоянного тока с нелинейными элементами, шунтированными замыкающими контактами реле контроля напряжения батареи (см. Электропитание устройств связи. Под ред. О.А.Доморацкого, М., Радио и связь, 1981, стр.253, рис.8.10). В данной системе напряжение начального участка разряда батареи гасится за счет включения нелинейных элементов, поэтому напряжение на нагрузке характеризуется стабильностью, однако применение нелинейных элементов приводит к снижению КПД, что и ограничивает применение системы.A known power system for automation and communication equipment, comprising a battery, a rectifier device and DC buses with non-linear elements, shunted by the closing contacts of the battery voltage monitoring relay (see Power supply to communication devices. Edited by O.A.Domoratsky, M., Radio and Communication, 1981, p. 253, Fig. 8.10). In this system, the voltage of the initial section of the battery discharge is suppressed due to the inclusion of non-linear elements, therefore, the voltage at the load is characterized by stability, however, the use of non-linear elements leads to a decrease in efficiency, which limits the application of the system.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является система электропитания постоянного тока, содержащая последовательно включенные сеть, шины переменного тока, выпрямительное устройство, зарядные шины постоянного тока к которым параллельно подключены аккумуляторные батареи: заряженные, заряжаемые и разряжаемые, соединенные с разрядными шинами постоянного тока, к The closest in technical essence to the claimed utility model is a DC power supply system containing a series-connected network, AC buses, a rectifier device, DC charging buses to which batteries are connected in parallel: charged, charged and discharged, connected to the discharge DC buses to

которым подключены потребители (см. Багуц В.П., Ковалев Н.П., Костроминов A.M. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М., Транспорт, стр.31, рис.2.2). В данной системе применена дублированная схема питания потребителей, она проста и технологична, поэтому ее применяют на многих объектах электрического железнодорожного транспорта, однако большое число батарей приводит к громоздкости, поэтому для их установки требуются специальные помещения. Кроме того, параллельная работа большого числа выпрямительных устройств предопределяет необходимость учета уравнительных токов. Помимо указанных недостатков можно отметить еще один, сущность которого сводится к попаданию помех, создаваемых сетью на разрядные шины постоянного тока и в цепи подключения потребителей, что приводит к перенапряжению, пробою изоляции, пробою переходов в полупроводниковых приборах.which consumers are connected to (see Baguts V.P., Kovalev N.P., Kostrominov A.M. Power supply for railway automation, telemechanics and communication devices. M., Transport, p. 31, Fig. 2.2). This system uses a duplicated power supply scheme for consumers, it is simple and technologically advanced, therefore it is used at many objects of electric railway transport, however, a large number of batteries leads to cumbersome, therefore, special rooms are required for their installation. In addition, the parallel operation of a large number of rectifier devices determines the need for equalizing currents. In addition to these shortcomings, one can note one more, the essence of which is that interference from the network to the DC bus lines and to the consumer connection circuit leads to overvoltage, breakdown of insulation, breakdown of junctions in semiconductor devices.

Требуемый технический результат полезной модели заключается в защите аппаратуры автоматики, телемеханики и связи от импульсных помех и помех, образованных аварийными коммутационными процессами.The required technical result of the utility model is to protect automation equipment, telemechanics and communications from impulse noise and interference generated by emergency switching processes.

Требуемый технический результат достигается тем, что в системе электропитания постоянного тока, содержащей последовательно включенные шины переменного тока, выпрямительное устройство и зарядные шины, к которым через первый коммутатор цепи подключена аккумуляторная батарея, введены вентильный двигатель и вентильный генератор, объединенные общим валом, первый и второй коммутаторы цепи выполнены на полупроводниковых диодах, первый выход вентильного генератора подключен через второй коммутатор цепи к аккумуляторной батарее, а вход вентильного двигателя подключен к зарядным шинам.The required technical result is achieved by the fact that in the DC power system, containing alternating current busbars, a rectifier and charging buses, to which a battery is connected via the first circuit switch, a valve motor and a valve generator connected by a common shaft are introduced, the first and second circuit switches are made on semiconductor diodes, the first output of the valve generator is connected through the second circuit switch to the battery, and the input of the veins The heavy engine is connected to the charging buses.

На чертеже представлена структурная схема системы электропитания постоянного тока.The drawing shows a structural diagram of a DC power system.

Система электропитания содержит шины переменного тока 1, выпрямительное устройство 2, зарядные шины 3, первый коммутатор цепи 4, The power supply system contains AC bus 1, a rectifier 2, charging bus 3, the first switch circuit 4,

содержащий полупроводниковый диод (не показан), аккумуляторную батарею 5, вентильный двигатель 6, общий вал 7, вентильный генератор 8, первый выход 8-1, второй выход 8-2, разрядные шины 10 и второй коммутатор цепи 9, содержащий полупроводниковый диод, при этом шины переменного тока 1, выпрямительное устройство 2 и зарядные шины 3 соединены между собой последовательно, аккумуляторная батарея 5 соединена с зарядными шинами 3 посредством коммутатора цепи 4, а с вентильным генератором 8 - с помощью выхода 8-2 указанного генератора и коммутатора цепи 9, причем первый 8-1 выход упомянутого генератора соединен с разрядными шинами 10, вентильный двигатель 6 подключен к зарядным шинам 3, а указанные двигатель 6 и генератор 8 соединены между собой общим валом 7. Назначения элементов схемы системы: шины переменного тока 1 являются основным источником электрической энергии, выпрямительное устройство выполняет функции преобразования тока и зарядного устройства при настройках и наладках системы, зарядные шины 3 являются источником электрической энергии для вентильного двигателя 6 в основном режиме работы и их напряжение используется для зарядки аккумуляторной батареи 5 перед началом работы системы, коммутатор цепи 4 является бесконтактным, не позволяющим проводить разряд аккумуляторной батареи 5 при наличии напряжения на шинах 1, вентильный двигатель 6 является первичным двигателем вентильного генератора 8, передающий вращение посредством общего вала 7, вентильный генератор 8 предназначен для обеспечения разрядных шин 10 напряжением в основном режиме работы, а также для обеспечения подзаряда аккумуляторной батареи 5, который осуществляется с помощью диода второго коммутатора цепи 9. все элементы схемы системы серийно выпускаются отечественной промышленностью. Система может функционировать в двух режимах: режим при наличии напряжения на шинах переменного тока 1 и режим при разряде аккумуляторной батареи, при этом в первом режиме любые помехи comprising a semiconductor diode (not shown), a battery 5, a valve motor 6, a common shaft 7, a valve generator 8, a first output 8-1, a second output 8-2, discharge buses 10 and a second circuit switch 9 containing a semiconductor diode, when this AC bus 1, the rectifier device 2 and the charging bus 3 are connected together in series, the battery 5 is connected to the charging bus 3 by means of a circuit switch 4, and with a valve generator 8 - through output 8-2 of the specified generator and circuit switch 9, the reason m the first 8-1 output of the said generator is connected to the discharge buses 10, the valve motor 6 is connected to the charging buses 3, and the indicated engine 6 and the generator 8 are connected by a common shaft 7. The purpose of the system circuit elements: AC buses 1 are the main source of electrical energy, the rectifier device performs the functions of converting the current and the charger during the settings and adjustments of the system, charging buses 3 are a source of electric energy for the valve motor 6 in the main operating mode s and their voltage is used to charge the battery 5 before starting the system, the switch circuit 4 is non-contact, not allowing to discharge the battery 5 when there is voltage on the tires 1, the valve motor 6 is the primary engine of the valve generator 8, transmitting rotation through a common shaft 7, the valve generator 8 is designed to provide the discharge buses 10 with voltage in the main mode of operation, as well as to provide recharge of the battery 5, which tsya circuit via the second switch diode 9. All circuit elements of the system are commercially available domestic industry. The system can operate in two modes: the mode when there is voltage on the AC bus 1 and the mode when the battery is low, while in the first mode, any interference

создаваемые в цепях питания гасятся, так как между вентильным двигателем 6 и вентильным генератором 8 отсутствует электрическая связь.those created in the power supply circuits are quenched, since there is no electrical connection between the valve motor 6 and the valve generator 8.

Система электропитания постоянного тока работает следующим образом. В статическом режиме при наличии напряжения на шинах переменного тока 1 оно поступает на выпрямительное устройство 2, где выпрямляется и передается на зарядные шины 3. Величина напряжения на шинах 3 выше напряжения на зажимах (не показаны) аккумуляторной батареи 5, поэтому диод коммутатора цепи 4 закрыт и указанная батарея 5 не разряжается. Напряжение зарядных шин 3 поступает на вентильный двигатель 6, который начинает вращаться и вращение его с помощью общего вала 7 передается вентильному генератору 8. Вращение данного генератора 8 приводит к появлению напряжений на первом 8-1 и втором 8-2 его выходах, при этом напряжение выхода 8-1 обеспечивает электроэнергией разрядные шины 10, используемой для питания аппаратуры автоматики, телемеханики и связи. Напряжение выхода 8-2 используется для подзарядки аккумуляторной батареи 5 с помощью диода второго коммутатора цепи 9, который открывается при условии, что напряжение батареи 5 ниже напряжения выхода 8-2 вентильного генератора 8. В динамическом режиме при отсутствии напряжения на шинах переменного тока 1, выпрямительном устройстве 2 и зарядных шинах 3 открывается диод первого коммутатора цепи 4 и аккумуляторная батарея 5 начинает разряжаться на вентильный двигатель 6, который продолжает вращение, так как время включения диода первого коммутатора цепи 4 составляет доли мкс. Работа остальных элементов схемы осуществляется по описанному алгоритму.The DC power system operates as follows. In static mode, when there is voltage on the AC busbars 1, it is supplied to the rectifier device 2, where it is rectified and transmitted to the charging buses 3. The voltage on the busbars 3 is higher than the voltage at the terminals (not shown) of the battery 5, therefore, the switch diode of circuit 4 is closed and said battery 5 is not discharged. The voltage of the charging tires 3 is supplied to the valve motor 6, which begins to rotate and its rotation with the help of a common shaft 7 is transmitted to the valve generator 8. The rotation of this generator 8 leads to the appearance of voltages at its first 8-1 and second 8-2 outputs, while the voltage Output 8-1 provides electric power to the discharge buses 10 used to power automation, telemechanics and communications equipment. The output voltage 8-2 is used to recharge the battery 5 using the diode of the second switch circuit 9, which opens, provided that the voltage of the battery 5 is lower than the output voltage 8-2 of the valve generator 8. In dynamic mode, when there is no voltage on the AC buses 1, the rectifier 2 and the charging buses 3 open the diode of the first switch of circuit 4 and the battery 5 starts to discharge to the valve motor 6, which continues to rotate, since the diode of the first switch Ora chain 4 is a fraction of the microsecond. The work of the remaining elements of the circuit is carried out according to the described algorithm.

Таким образом, применение бесконтактных коммутаторов цепи, вентильного двигателя и вентильного генератора позволяет исключить влияние помех, создаваемых в цепях питания, повысить надежность и быстродействие системы.Thus, the use of contactless circuit switches, a valve motor and a valve generator allows to eliminate the influence of interference created in the power circuits, to increase the reliability and speed of the system.

ЛитератураLiterature

1. Электропитание устройств связи. Под ред. О.А.Доморацкого, М., Радио и связь, 1981, стр.253, рис.8.101. Power supply for communication devices. Ed. O.A.Domoratsky, M., Radio and Communications, 1981, p. 253, Fig. 8.10

2. Багуц В.П., Ковалев Н.П., Костроминов A.M. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М., Транспорт, стр.31, рис.2.22. Baguts V.P., Kovalev N.P., Kostrominov A.M. Power supply for railway automation, telemechanics and communication devices. M., Transport, p. 31, Fig. 2.2

Claims

A DC power supply system comprising serially connected AC buses, a rectifier device and charging buses, to which a battery is connected via a first circuit switch, characterized in that a valve motor and a valve generator connected by a common shaft are introduced, the first and second circuit switches are made on semiconductor diodes, the first output of the valve generator is connected through the second circuit switch to the battery, and the input of the valve motor is connected to row tires.