RU45872U1

RU45872U1 - VEHICLE ELECTRICAL SYSTEM

Info

Publication number: RU45872U1
Application number: RU2004138223/22U
Authority: RU
Inventors: Игорь Васильевич Дитяткин; Николай Федорович Сидоренко
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Агроимпорт"
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2005-05-27

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована на тракторах, автомобилях и других транспортных средствах. Система электрооборудования содержит соединенные последовательно первый и второй аккумуляторы, генератор, потребители электроэнергии, стартер и преобразователь напряжения. Преобразователь напряжения включает инвертор, блок контроля зарядки и датчик работы двигателя. Потребители подключены к генератору и первому аккумулятору, а стартер - к обоим аккумуляторам. Инвертор соединен с генератором и со входом блока контроля зарядки, один выход которого соединен со вторым аккумулятором, а второй - с инвертором, с которым соединен также датчик работы двигателя. При остановке двигателя инвертор выключается и отключает сеть зарядки второго аккумулятора от генератора и первого аккумулятора. Техническим результатом при использовании полезной модели является повышение надежности системы электрооборудования транспортного средства. 1 ил.The utility model relates to electrical engineering and can be used on tractors, cars and other vehicles. The electrical system contains a series of connected first and second batteries, a generator, electricity consumers, a starter and a voltage converter. The voltage converter includes an inverter, a charge control unit and an engine operation sensor. Consumers are connected to the alternator and the first battery, and the starter is connected to both batteries. The inverter is connected to the generator and to the input of the charging control unit, one output of which is connected to the second battery, and the second to the inverter, to which the engine operation sensor is also connected. When the motor stops, the inverter turns off and disconnects the charging network of the second battery from the generator and the first battery. The technical result when using the utility model is to increase the reliability of the vehicle electrical system. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системах тракторов, автомобилей и других транспортных средств.The utility model relates to electrical engineering and can be used in systems of tractors, cars and other vehicles.

Известна система электрооборудования транспортного средства, содержащая соединенные последовательно первый и второй аккумуляторы, генератор переменного тока и два потребителя электроэнергии, первый из которых подключен к генератору и первому аккумулятору, а второй -к последовательно соединенным аккумуляторам [1]. Генератор имеет два комплекта многофазных обмоток якоря. Каждый комплект обмоток работает на своего потребителя электроэнергии через отдельный силовой выпрямитель.A known vehicle electrical system comprising in series connected first and second batteries, an alternator and two consumers of electricity, the first of which is connected to the generator and the first battery, and the second to series-connected batteries [1]. The generator has two sets of multiphase armature windings. Each set of windings works for its electricity consumer through a separate power rectifier.

Недостатком известной системы является ее сложность из-за наличия двух силовых выпрямителей и дополнительного комплекта многофазных обмоток генератора.A disadvantage of the known system is its complexity due to the presence of two power rectifiers and an additional set of multiphase generator windings.

Наиболее близкой к заявляемой и принятой в качестве прототипа является известная система электрооборудования транспортного средства, содержащая соединенные последовательно первый и второй аккумуляторы, генератор, потребители электроэнергии, подключенные к генератору и к первому аккумулятору, стартер, подключенный к обоим аккумуляторам, и преобразователь напряжения, включающий инвертор, соединенный с генератором, и блок контроля зарядки, соединенный со вторым аккумулятором и инвертором [2]. При работе двигателя генератор обеспечивает энергией потребителей и заряжает аккумуляторы. При неработающем двигателе питание потребителей обеспечивает первый аккумулятор. Стартер при запуске двигателя получает энергию от обоих аккумуляторов, соединенных последовательно.Closest to the claimed and adopted as a prototype is a well-known vehicle electrical system, comprising a series of first and second batteries, a generator, power consumers connected to a generator and a first battery, a starter connected to both batteries, and a voltage converter including an inverter connected to a generator and a charge control unit connected to a second battery and inverter [2]. When the engine is running, the generator provides energy to consumers and charges the batteries. When the engine is off, the first battery provides power to consumers. The starter when starting the engine receives energy from both batteries connected in series.

Недостатком известной системы является то, что при выходе второго аккумулятора из строя, например при коротком замыкании в нем, зарядка его бесполезно продолжается, что снижает надежность системы электрооборудования.A disadvantage of the known system is that when a second battery fails, for example, when a short circuit occurs in it, charging continues to uselessly, which reduces the reliability of the electrical system.

В основу полезной модели поставлена задача создать такую систему электрооборудования транспортного средства, в которой применение нового блока в преобразователе напряжения и новые его связи с другими элементами системы, обеспечили бы выключение преобразователя напряжения при остановке двигателя, что дало бы возможность предотвратить в таких случаях разрядку первого аккумулятора, и таким образом, позволило бы повысить надежность системы электрооборудования.The utility model is based on the task of creating a vehicle electrical system in which the use of a new unit in a voltage converter and its new connections with other system elements would ensure that the voltage converter is switched off when the engine is stopped, which would make it possible to prevent the discharge of the first battery in such cases , and thus, would improve the reliability of the electrical system.

Поставленная задача решается тем, что в системе электрооборудования транспортного средства, содержащей соединенные последовательно первый и второй аккумуляторы, генератор, потребители электроэнергии, подключенные к генератору и первому аккумулятору, стартер, подключенный к обоим аккумуляторам, и преобразователь напряжения, включающий инвертор, соединенный с генератором, и блок контроля зарядки, соединенный со вторым аккумулятором и инвертором, согласно полезной модели, преобразователь напряжения снабжен датчиком работы двигателя транспортного средства, соединенным с инвертором.The problem is solved in that in a vehicle electrical system comprising first and second batteries connected in series, a generator, power consumers connected to a generator and a first battery, a starter connected to both batteries, and a voltage converter including an inverter connected to the generator, and a charging control unit connected to the second battery and inverter, according to a utility model, the voltage converter is equipped with a motor operation sensor t vehicle connected to the inverter.

В результате использования полезной модели обеспечивается получение технического результата, заключающегося в повышении надежности системы электрооборудования транспортного средства.As a result of using the utility model, a technical result is obtained, which consists in increasing the reliability of the vehicle electrical system.

Между совокупностью существенных признаков заявляемой системы и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Для получения технического результата используется новая совокупность существенных признаков, полученная за счет использования в предлагаемой системе датчика работы двигателя, соединенного с инвертором преобразователя напряжения. Инвертор включается только при наличии разрешающего сигнала, поступающего от Between the totality of the essential features of the claimed system and the achieved technical result, there is the following causal relationship. To obtain a technical result, a new set of essential features is used, obtained through the use in the proposed system of an engine operation sensor connected to a voltage converter inverter. The inverter only turns on if there is an enable signal from

датчика. Разрешающий сигнал формируется только при работе двигателя и если сигнал отсутствует, то инвертор, а следовательно, и преобразователь напряжения выключается и отключает сеть зарядки второго аккумулятора от генератора и первого аккумулятора. Благодаря этому предотвращается возможность разрядки первого аккумулятора, что повышает надежность системы электрооборудования. Все вышеизложенное свидетельствует о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом.sensor. The enable signal is generated only when the engine is running and if there is no signal, the inverter, and therefore the voltage converter, turns off and disconnects the charging network of the second battery from the generator and the first battery. This prevents the possibility of discharging the first battery, which increases the reliability of the electrical system. All of the above indicates the presence of a causal relationship between the totality of the essential features of the utility model and the achieved technical result.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемой системы электрооборудования транспортного средства.The drawing shows a block diagram of the proposed vehicle electrical system.

Система электрооборудования выполнена на два уровня напряжения по однопроводной схеме, отрицательные полюсы всех источников и потребителей электроэнергии соединены с корпусом ("массой") транспортного средства. Система содержит соединенные последовательно первый и второй аккумуляторы 1 и 2, генератор 3 постоянного тока, бортовые потребители 4 электроэнергии, подключенные к генератору 3 и к аккумулятору 1, стартер 5, подключенный к последовательно соединенным аккумуляторам 1 и 2, и преобразователь 6 напряжения. Преобразователь 6 напряжения содержит инвертор 7, блок 8 контроля зарядки аккумулятора 2 и датчик 9 работы двигателя транспортного средства. Инвертор 7 соединен с генератором 3 и блоком 8 контроля зарядки, а датчик 9 работы двигателя соединен с инвертором 7 и с каким-либо источником информации, свидетельствующим о работе двигателя, например с генератором 3, как показано на схеме или с масляной магистралью системы смазки двигателя. Инвертор 7 предназначен для преобразования постоянного тока низкого напряжения, поступающего от генератора 3, в постоянный ток более высокого напряжения, необходимый для зарядки второго аккумулятора 2, и обеспечивает его включение при поступлении разрешающего сигнала от датчика 9, а также изменение величины напряжения на выходе в зависимости от уровня управляющего сигнала, поступающего от блока 8. Блок 8 контроля The electrical system is made up of two voltage levels in a single-wire circuit, the negative poles of all sources and consumers of electricity are connected to the body ("mass") of the vehicle. The system comprises series-connected first and second batteries 1 and 2, a DC generator 3, on-board electricity consumers 4 connected to a generator 3 and to a battery 1, a starter 5 connected to series-connected batteries 1 and 2, and a voltage converter 6. The voltage converter 6 comprises an inverter 7, a battery charging control unit 8, and a vehicle engine operation sensor 9. The inverter 7 is connected to the generator 3 and the charging control unit 8, and the engine operation sensor 9 is connected to the inverter 7 and to any source of information indicating the operation of the engine, for example, the generator 3, as shown in the diagram or with the oil line of the engine lubrication system . The inverter 7 is designed to convert the low voltage direct current coming from the generator 3 into a higher voltage direct current, which is necessary for charging the second battery 2, and ensures its inclusion upon receipt of an enable signal from the sensor 9, as well as a change in the output voltage depending on from the level of the control signal from block 8. Block 8 control

зарядки, содержащий датчик тока, схему сравнения по току, усилитель сигнала рассогласования и схему сравнения по напряжению (на чертеже не показаны), позволяет формировать управляющий сигнал, передаваемый на инвертор 7. Датчик 9 работы двигателя может быть выполнен в виде дополнительной обмотки генератора или в виде датчика давления, соединенного с масляной магистралью системы смазки двигателя, что позволяет после запуска двигателя формировать разрешающий сигнал, передаваемый на инвертор 7.charging, containing a current sensor, a current comparison circuit, a mismatch signal amplifier and a voltage comparison circuit (not shown in the drawing), allows you to generate a control signal transmitted to the inverter 7. The engine operation sensor 9 can be made in the form of an additional winding of the generator or in the form of a pressure sensor connected to the oil line of the engine lubrication system, which allows, after starting the engine, to generate an enable signal transmitted to the inverter 7.

Предлагаемая система электрооборудования транспортного средства работает следующим образом.The proposed vehicle electrical system operates as follows.

При остановленном двигателе стартер 5 выключен, генератор 3 не работает, а питание бортовых потребителей 4 током низкого напряжения (12В) осуществляется аккумулятором 1. На выходе датчика 9 разрешающий сигнал отсутствует, поэтому инвертор 7 выключен, а аккумулятор 2 отключен от аккумулятора 1 и генератора 3, благодаря чему предотвращается возможность разрядки аккумулятора 1.When the engine is stopped, starter 5 is turned off, generator 3 does not work, and on-board consumers 4 are supplied with low voltage (12V) by battery 1. At the output of sensor 9, there is no enable signal, so inverter 7 is turned off and battery 2 is disconnected from battery 1 and generator 3 This prevents the possibility of discharging the battery 1.

Запуск двигателя осуществляется стартером 5, получающим от соединенных последовательно аккумуляторов 1 и 2 энергию при удвоенном напряжении (24 В). После запуска двигателя генератор 3 осуществляет питание бортовых потребителей 4 и зарядку аккумулятора 1. На выходе датчика 9 появляется разрешающий сигнал, свидетельствующий о работе двигателя. Сигнал поступает на вход инвертора 7 и обеспечивает его включение и работу. Инвертор 7 преобразует ток низкого напряжения, поступающий от генератора 3, в ток высокого напряжения, направляет его в сеть высокого напряжения (на чертеже выделена жирными линиями), и аккумулятор 2 начинает заряжаться одновременно с аккумулятором 1.The engine is started by starter 5, which receives energy from batteries 1 and 2 connected in series at double voltage (24 V). After starting the engine, the generator 3 provides power to the on-board consumers 4 and charges the battery 1. At the output of the sensor 9, an enable signal appears, indicating the operation of the engine. The signal is fed to the input of the inverter 7 and ensures its inclusion and operation. The inverter 7 converts the low-voltage current coming from the generator 3 into a high-voltage current, directs it to the high-voltage network (highlighted by bold lines in the drawing), and the battery 2 starts charging simultaneously with the battery 1.

Величина зарядного тока регулируется блоком 8 контроля зарядки аккумулятора 2. При увеличении уровня зарядного тока изменяется уровень регулирующего выходного сигнала блока 8, поступающего на инвертор 7. Это приводит к уменьшению величины напряжения на выходе инвертора 7 The magnitude of the charging current is regulated by the battery charging control unit 8. When the level of the charging current increases, the level of the regulating output signal of the block 8 supplied to the inverter 7 changes. This leads to a decrease in the voltage value at the output of the inverter 7

и, следовательно, к уменьшению зарядного тока. Как только на выходе блока 8, соединенного с аккумулятором 2, напряжение достигает определенной величины (напряжение конца зарядки аккумулятора 2), уровень сигнала на втором выходе блока 8, передаваемого на вход инвертора 7, изменяется, вследствие чего напряжение на выходе инвертора 7 уменьшается и зарядка аккумулятора 2 прекращается. Датчик 9 формирует разрешающий сигнал, обеспечивающий включение инвертора 7, только после запуска двигателя.and, consequently, to a decrease in the charging current. As soon as the output of the unit 8 connected to the battery 2, the voltage reaches a certain value (voltage of the charging end of the battery 2), the signal level at the second output of the unit 8 transmitted to the input of the inverter 7 changes, as a result of which the voltage at the output of the inverter 7 decreases and charging Battery 2 stops. The sensor 9 generates an enable signal that enables the inverter 7 to turn on only after starting the engine.

При остановке двигателя разрешающий сигнал на выходе датчика 9 исчезает и инвертор 7 выключается, вследствие чего предотвращается разрядка аккумулятора 1. Благодаря этому повышается надежность системы электрооборудования транспортного средства.When the engine is stopped, the enable signal at the output of the sensor 9 disappears and the inverter 7 turns off, thereby preventing the discharge of the battery 1. This increases the reliability of the vehicle electrical system.

Источники информации:Sources of information:

1. Авторское свидетельство СССР №1001313, МПК Н 02 J 7/34, опубл. 28.02.83, Бюл. №8.1. USSR author's certificate No. 1001313, IPC N 02 J 7/34, publ. 02.28.83, Bull. No. 8.

2. Техническое обслуживание и ремонт тракторов Т-150, Т-15 OK различных модификаций с двигателями СМД, ЯМЗ, ДОЙТЦ /А.И.Сидашенко и др.; под. ред. А.И.Сидашенко и др. - Харьков, ООО "Украгрозапчасть", 2002, - С.305, 310, Рис.9.4 (прототип).2. Maintenance and repair of T-150, T-15 OK tractors of various modifications with engines SMD, YaMZ, DEYTTS / A.I. Sidashenko, etc .; under. ed. A.I. Sidashenko et al. - Kharkov, LLC "Ukragrozapchast", 2002, - S.305, 310, Fig. 9.4 (prototype).

Claims

A vehicle electrical system comprising in series the first and second batteries, a generator, power consumers connected to a generator and a first battery, a starter connected to both batteries, and a voltage converter including an inverter connected to a generator and a charging control unit connected to a second battery and inverter, characterized in that the voltage converter is equipped with a vehicle engine operation sensor connected to the invert orom.