СИСТЕМА ОДНОВРЕМЕННОЙ ЗАРЯДКИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫХОДНОГО ПИТАНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ С ОГРАНИЧЕНИЕМ ТОКА

Область техники

Система одновременной зарядки и обеспечения выходного питания аккумуляторной батареи с ограничением тока относится к энергетической системе, использующей двигатель-генератор или общую сеть с источником переменного тока, причем энергетическая система, в частности, имеет характеристики, в соответствии с которыми ее максимальный выходной ток ограничен электромагнитными эффектами, и/или ее постоянный выходной ток или почти постоянный выходной ток установлен ниже максимального выходного тока, для питания нагрузки и временного осуществления зарядки аккумуляторной батареи или аккумуляторной батареи транспортного средства установленного типа, или совместного питания нагрузки вместе с аккумуляторной батареей; когда установленный двигатель-генератор используется в качестве источника питания, в процессе работы, двигатель работает с лучшим значением удельного расхода топлива при торможении, и/или диапазоном частоты вращения и вращающим моментом для лучшего энергосбережения.

Предшествующий уровень техники

Аккумуляторная батарея, разработанная на сегодняшний день, по причинам, начиная с удобства ее переноса с одного места на другое и объемной плотностью и до уровня применения, в наши дни используется часто в качестве аварийного запаса энергии, в качестве средства источника питания для устройств, приводимых в действие электродвигателем, оборудования с механическим приводом, или, более часто, в качестве источника питания постоянного тока; к сожалению, тем не менее там, где требуется источник питания на продолжительный период времени, или там, где попытки увеличить размеры аккумуляторной батареи неминуемо повлекут за собой увеличение стоимости или увеличение веса, или, опять же, там, где она подвергается эксплуатации с более сильной глубиной разрядки, аккумуляторная батарея будет иметь более короткий срок службы.

Краткое изложение существа изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание энергетической системы, использующей двигатель-генератор или общую сеть с источником переменного тока, причем энергетическая система, в частности, имеет характеристики, в соответствии с которыми ее максимальный выходной ток ограничен электромагнитными эффектами, и/или ее постоянный выходной ток или почти постоянный выходной ток установлен ниже максимального выходного тока, для питания нагрузки и зарядки аккумуляторной батареи, или совместного питания нагрузки вместе с аккумуляторной батареей; когда блок двигатель-генератор используется в качестве источника питания, причем в процессе работы двигатель работает с лучшим значением удельного расхода топлива при торможении, и/или диапазоном частоты вращения и вращающим моментом для лучшего энергосбережения.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает структурную схему настоящего изобретения;

Фиг.2 изображает структурную схему, показывающую систему с блокирующим диодом (CR101) и блокирующим элементом (Z101) для управления электрической энергии аккумуляторной батареи и генерируемой выходной энергии, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.3 изображает структурную схему, показывающую систему с блокирующим диодом (CR101) и управляемым двухпозиционным переключателем (SSW101) для управления электрической энергии аккумуляторной батареи и генерируемой выходной энергии, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.4 изображает структурную схему, показывающую систему с блокирующим диодом (CR101) и регулятором (RG101), чтобы управлять переключателем (SSW102), определяющим управляемую точку С для дополнительного управления взаимодействиями между электрической энергией аккумуляторной батареи и вспомогательным источником питания, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.5 изображает схематическую структурную схему, показывающую схему вспомогательного источника (PS100) питания, которая состоит из заряда постоянного тока, преобразованного из линейного напряжения переменного тока, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.6 изображает схематическую структурную схему, показывающую схему, в которой трансформатор (CCT100) с рассеянием магнитного потока и два блока схем выпрямления, которые имеют одинаковое напряжение, соответственно служат в качестве питающего двигатель источника питания или заряжающего аккумуляторную батарею источника питания, в соответствии с настоящим изобретением; и

Фиг.7 изображает схематическую структурную схему, показывающую схему, в которой различные источники питания отдельно снабжены блоком выпрямления, и отдельный трансформатор (CCT100) с рассеянием магнитного потока соответственно служит в качестве питающего двигатель источника питания или заряжающего аккумуляторную батарею источника питания, в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Система одновременной зарядки и обеспечения выходного питания аккумуляторной батареи с ограничением тока относится к энергетической системе, использующей двигатель-генератор или общую сеть с источником переменного тока, где энергетическая система, в частности, имеет характеристики, в соответствии с которыми ее максимальный выходной ток ограничен электромагнитными эффектами, и/или ее постоянный выходной ток или почти постоянный выходной ток установлен ниже максимального выходного тока, для питания нагрузки и временного осуществления зарядки аккумуляторной батареи или аккумуляторной батареи транспортного средства установленного типа, или совместного питания нагрузки вместе с аккумуляторной батареей; когда установленный двигатель-генератор используется в качестве источника питания, причем в процессе работы двигатель работает с лучшим значением удельного расхода топлива при торможении, и/или диапазоном частоты вращения и вращающим моментом для лучшего энергосбережения.

Фиг. 1 изображает структурную схему системы одновременной зарядки и обеспечения выходного питания аккумуляторной батареи с ограничением тока, со следующими основными компонентами:

- аккумуляторной батареей (BAT101), относящейся ко вторичной аккумуляторной батарее, которая может повторно осуществлять циклический процесс зарядки/разрядки, например, к аккумуляторной батарее со свинцово-кислотной, никель/кадмиевой, никель/азотной или никель/цинковой структурой, или к батарее литиевой системы, или к батарее цинковой системы, или к другой вторичной аккумуляторной батарее, причем такая аккумуляторная батарея устанавливается неразъемно со схемой, или, альтернативно, устанавливается вместе со сборкой разъема или гнезда, или с соединением, обеспечивающим быструю сборку или разборку;

- детектором (BCD101) состояния накопления аккумуляторной батареи, относящимся к измерительному устройству схемы, которое обеспечено для проведения постоянной или периодической проверки или преобразования в цифровой или аналоговый выходной сигнал для использования измеренных значений, таких как напряжение зажима, или полное внутреннее сопротивление, или емкость, или удельная плотность аккумуляторной батареи (BAT101) в качестве параметров, также как и ошибок условий нагрузки, относящихся к зарядке или разрядке, или статической нагрузки с целью корректировки; и состоит из схем аналоговых измерений, включающих электромеханические или твердотельные электронные элементы, или, альтернативно, из схем цифровых измерений, включающих микропроцессор, соответствующее программное обеспечение и электронные интерфейсные устройства, или из смешанной структуры; причем эта сборка детектора является необязательным устройством для установки по необходимости;

детектором (ID100) тока, относящимся к средству измерения тока, соединенным последовательно с выходным зажимом генератора (G101) или вспомогательного источника (PS100) питания, который выполнен в форме заряда постоянного тока, преобразованного из линейного напряжения переменного тока, который составлен из резистивного или проводящего элементов полного сопротивления или является комбинацией обоих, или полупроводниковым элементом с характеристикой падения напряжения, или детектором напряженности магнитного поля, или другим средством, использующего накопление тепла или электромагнитный эффект типа, способным преобразовывать получаемые измеренные значения тока в аналоговые сигналы для детектирования выходного тока для генератора (G101) (или входного ток для специальных условий), с помощью которого можно управлять регулятором (RG101), или питать центральный блок (CCU101) управления таким образом, чтобы управлять, в свою очередь, условием работы генератора (G101), который также является дополнительным элементом, установка которого зависит от системных соображений;

детектор (ID200) тока, относящийся к средству выборки тока, соединенный последовательно с входным/выходным зажимом аккумуляторной батареи (BAT101), который выполнен из резистивного или проводящего элементов полного сопротивления или является комбинацией обоих, или полупроводниковым элементом с характеристикой падения напряжения, или детектором напряженности магнитного поля, или другим средством, использующего накопление тепла или электромагнитный эффект типа, способным преобразовывать получаемые измеренные значения тока в аналоговые сигналы для детектирования входного и выходного тока для настройки аккумуляторной батареи, и для подачи на устройство (CD101) управления возбуждением или центральный блок (CCU101) управления таким образом, чтобы управлять, в свою очередь, уровнем выдаваемой энергии аккумуляторной батареи (BAT101), причем этот детектор является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы;

вспомогательный источник (PS101) питания, относящийся к системе, включающей в себя вращающуюся или совершающую возвратно-поступательные движения компоновку (ICE 101) двигателя внутреннего сгорания, которая выдает кинетическую механическую энергию за счет сгорания бензина, дизельного топлива или газа, или другого типа жидкого топлива и приводимый в действие генератор (G101), выполненный из структуры сборки бесщеточного якоря или якоря со щетками переменного тока, постоянного тока, предназначенного для преобразования входящей кинетической энергии вращения двигателя в энергию постоянного тока, или, альтернативно, для преобразования энергии переменного тока путем выпрямления на выпрямителе (BR101) в энергию постоянного тока; или, альтернативно, вспомогательный источник питания (PS101) используется как средство для преобразования потенциала линейного напряжения переменного тока в энергию зарядки постоянного тока, предназначенную, в итоге, для приведения в действие нагрузочного двигателя (M101) или других нагрузок, и для зарядки аккумуляторных батарей;

выпрямитель (BR101), относящийся к устройству для преобразования путем выпрямления однофазной или многофазной энергии переменного тока в энергию постоянного тока при взаимодействии с генератором переменного тока, причем он является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы;

контроллер (FEC101) возбуждения магнитного поля, выполненный из механических или твердотельных элементов для управления энергией, генерируемой генератором переменного тока или постоянного тока, содержащий обмотки возбуждения магнитного поля, на основании состояния на выходе генератора и настроек устройства (MI101) ручного управления, и центрального блока (CCU101) управления, таким образом, чтобы обеспечить регуляторное управление напряжением, током или уровнем энергии, причем этот элемент должен быть обязательным, если полюс генератора является постоянным магнитом;

детектор (SPD101) скорости вращения двигателя, относящийся к детектору скорости вращения, который на практике является аналоговым или цифровым, способным преобразовывать угловые перемещения в соответствующие электрические сигналы в электромагнитном или фотоэлектрическом виде, таким образом, чтобы передавать сигналы скорости вращения двигателя на центральный блок (CCU101) управления, и, в итоге, регулировать подачу топлива от сервомеханизма (FC101) подачи топлива в компоновку двигателя, причем значение сигнала этого устройства может также быть заменено аналогичным значением напряжения или частоты генератора (G101); причем детектор (SPD101) скорости вращения двигателя может также быть выполнен состоящим из механической структуры, такой как центробежная измерительная структура или другая механическая структура, и быть выполнен в механическом взаимодействии с сервомеханизмом (FC101) подачи топлива таким образом, чтобы приводить компоновку (ICE101) двигателя к установленной скорости вращения; причем оба варианта выполнения, раскрытые здесь ранее, применяются в зависимости от характера используемой системы, причем это устройство, кроме того, является дополнительным оборудованием, установка которого зависит от требований системы;

стартерный двигатель (M100), выполненный из электрической структуры, которая является структурой переменного тока или постоянного тока, со щетками или бесщеточной, синхронной или асинхронной, для приема входной электрической энергии таким образом, чтобы создавать кинетическую энергию вращения, чтобы запускать компоновку двигателя (ICE101), причем это является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы;

сервомеханизм (FC101) подачи топлива, относящийся к структуре для приема инструкций электрической энергии сервомеханизма или, альтернативно, для механического взаимодействия, таким образом, чтобы управлять подачей топлива в компоновку двигателя (ICE101), и чтобы, в свою очередь, регулировать скорость вращения и вращающий момент части компоновки двигателя (ICE101), причем это является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы;

топливный бак (TK101), относящийся к устройству, в котором хранится топливо для двигателя, чтобы управлять топливом, подаваемым на компоновку двигателя (ICE101) посредством подачи топлива по трубопроводу и соединенному с ним сервомеханизму (FC101) подачи топлива, причем это является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы;

устройство (CD100) управления возбуждением, относящееся к устройству, содержащему, по существу, механические и твердотельные силовые элементы и связанные с ними схемы для приведения в действие стартерного двигателя (M100) для работы или для остановки его работы, причем это является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы, или зависит от конфигураций схемы;

устройство (CD101) управления возбуждением, выполненное из механических и твердотельных элементов и связанных с ними схем, для управления нагрузочным двигателем (M101) для прямого/обратного вращения, регулирования скорости, задания пуска и останова, относительно которых количественное значение каждой величины зависит от требований системы, и этот элемент, в целом, также является дополнительным, установка которого зависит от требований системы; или он является дополнительным элементом, установка которого зависит от конфигураций схем;

нагрузочный двигатель (M101), выполненный из двигателя переменного тока или постоянного тока, со щетками или бесщеточного, синхронного или асинхронного, осуществляющего прямое вращение, обратное вращение, регулирование скорости, работу и остановку и такие функции, как приведение в движение нагрузки, причем нагрузочный двигатель (M101) может также быть выполнен в виде другой нагрузки или, опять же, быть замещенным другой нагрузкой, установочное значение которой определяется требованиями системы;

вспомогательный источник (B+) питания, относящийся к вспомогательному источнику питания с питанием от аккумуляторной батареи (BAT101) в системе, или с дополнительно обеспеченной компоновкой аккумуляторной батареи, служащей в качестве вспомогательного источника питания или с отдельной от генератора генерацией, причем он предназначен для обеспечения источника питания для центрального блока (CCU101) управления, или для устройства (MI101) ручного управления, или для устройства управления (CD101) возбуждением нагрузочного (M101) двигателя, или для устройства управления (CD100) возбуждением стартерного двигателя (M100), или для устройства (FEC101) управления возбуждением магнитного поля, или для регулятора (RG101), или для приведения в действие другого оборудования, такого как осветительное; причем там, где предусмотрена компоновка вспомогательной аккумуляторной батареи, генератор может быть дополнительно оборудован соответствующими силовыми обмотками на основании требуемых значений напряжения и тока, для обеспечения зарядки вспомогательной аккумуляторной батареи, причем это является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы;

центральный блок (CCU101) управления выполнен из механических и твердотельных элементов, которые формируют альтернативно аналоговую или цифровую структуру или комбинированные структуры обоих вариантов осуществления; или из микропроцессора, содержащего рабочее и управляющее программное обеспечение, цифроаналоговый преобразователь и аналого-цифровой преобразователь или другие связанные элементы схемы, причем режимы управления установлены внутренне, основываясь на инструкциях, заданных устройством (MI101) ручного управления, или, вместо этого, на сигналах обратной связи таким образом, чтобы управлять и манипулировать взаимодействиями между генератором (G101) системы, вспомогательным источником (PS101) питания в виде зарядного устройства постоянного тока, преобразованного из линейного источника питания переменного тока, аккумуляторной батареей (BAT101) и нагрузочным двигателем (M101) или другой нагрузкой, и также работой других существенных установок; причем это является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы;

устройство (MI101) ручного управления, выполненное только из механических или твердотельных элементов в аналоговом режиме или цифровом режиме как отдельно, так и в сочетании друг с другом, для питания центрального блока управления таким образом, чтобы управлять работой всей системы, для которой установочное значение зависит от требований системы; и по этой причине это является дополнительным элементом; и

регулятор (RG101), выполненный из механических и твердотельных элементов, для эффективного влияния на значения выходного напряжения и тока вспомогательного источника (PS100) питания, основанного на электрической энергии зарядки постоянного тока, передаваемой от генератора (G101) или общей энергии от источника переменного тока, или для пассивного приема инструкций от центрального блока (CCU101) управления, для управления по обратной связи выходной энергией вспомогательного источника (PS100) питания, основанного на электрической энергии зарядки постоянного тока, передаваемой от генератора (G101) или от общей энергии от источника переменного тока; причем это является дополнительным элементом, установка которого зависит от требований системы.

Для системы одновременной зарядки и обеспечения выходного питания аккумуляторной батареи с ограничением тока, основными рабочими признаками являются следующие:

для выходного тока вспомогательного источника (PS100) питания установленный максимальный выходной ток ограничен электромагнитными эффектами, и/или постоянный ток или практически постоянный ток задан меньшим, чем максимальный выходной ток, и напряжение на выходных зажимах изменяется случайным образом; причем рабочие условия выходного тока вспомогательного устройства питания включают в себя то, что вспомогательный источник (SP100) питания отдельно выдает электрическую энергию, или, на основании задания установленного максимального выходного тока вспомогательного источника питания, и/или обеспечения постоянного тока или практически постоянного тока, установленных ниже максимального выходного тока, совместно управляет нагрузкой и аккумуляторной батареей (BAT101) и изменяет входной ток зарядки и выходной ток разрядки аккумуляторной батареи при низких и высоких нагрузках; причем

если ток нагрузки меньше установленного максимального выходного тока вспомогательного источника (PS100) питания, вспомогательный источник (PS100) питания обеспечит весь ток на нагрузке, включая выдачу установленного максимального выходного тока, и/или постоянного тока или практически постоянного тока, установленного меньшим, чем максимальный выходной ток, и зарядку или приостановку зарядки аккумуляторной батареи (BAT101), так как вспомогательный источник (PS100) питания работает в рабочих условиях, при которых двигатель работает с лучшим значением условного расхода топлива при торможении, и/или с большей эффективностью энергосбережения, и дополнительно регулирует разницу между током вспомогательного источника (PS100) питания и током нагрузки;

если ток нагрузки больше нормального установленного тока, вспомогательный источник питания выдает установленный максимальный ток, или постоянный ток или практически постоянный ток, установленный меньшим, чем максимальный выходной ток, и если выходной ток вспомогательного источника (PS100) питания меньше тока нагрузки, разница токов обусловлена выходной мощностью разрядки аккумуляторной батареи (BAT101);

для системы одновременной зарядки и обеспечения выходного питания аккумуляторной батареи с ограничением тока тип входной электрической энергии включает в себя то, что если компоновка двигателя-генератора является вспомогательным источником (PS100) питания, и выбран генератор, в котором этот максимальный выходной ток ограничен электромагнитными эффектами, и/или постоянный выходной ток или практически постоянный выходной ток установлен меньшим, чем максимальный выходной ток, и когда ток нагрузки возрастает, то генератор с отличной характеристикой возбуждения, как следствие, уменьшает интенсивность возбуждения, чтобы уменьшить выходное напряжение для ограничения максимального выходного тока генератора во вспомогательном источнике (PS100) питания; причем упомянутый генератор является генератором переменного тока или постоянного тока, или генератором, который управляется по постоянному выходному току или практически постоянному выходному току, который меньше по значению, чем максимальный выходной ток; и/или

если генератор, приводимый в действие с помощью двигателя, является вспомогательным источником (PS100) питания, рабочий вращающий момент двигателя и выходной ток приводимого в действие генератора связаны относительным параметром пропорциональности путем регулирования напряженности возбуждаемого магнитного поля генератора и скорости вращения двигателя, выходной ток приводимого в действие генератора устанавливается максимальным выходным током, и/или постоянный ток или практически постоянный ток устанавливается меньшим максимального выходного тока, и отдельно фокусируясь на удельном расходе топлива при торможении двигателя, ссылаясь на вращающий момент генератора с упомянутым выходным током, с относительно лучшей скоростью вращения двигателя и/или более высокой эффективностью энергосбережения при удельном расходе топлива при торможении, и на интенсивности возбуждения по характеристике электрической машины самого генератора или генератора, приводимого в действие с помощью контроллера (FEC101) возбуждения магнитного поля, с помощью соответствующей регулировки вышеуказанных факторов двигатель выполнен, в процессе работы вспомогательного источника (PS100) питания, для функционирования с лучшим значением удельного расхода топлива при торможении, и/или диапазоном частоты вращения и вращающим моментом для лучшего энергосбережения; и/или

если источник переменного тока выполнен в качестве вспомогательного источника (PS100) питания, чтобы ограничить максимальный выходной ток используется трансформатор (CCT100) с рассеянием магнитного потока, в котором поперечный магнитный поток рассеяния увеличивается с увеличением тока нагрузки.

Для системы одновременной зарядки аккумуляторной батареи с ограничением тока, которая выполнена, по существу, для обеспечения аккумуляторной батареи в достаточно заряженном состоянии с помощью использования двигателя-генератора, или, альтернативно, с помощью вспомогательного источника (PS100) питания посредством заряда постоянным током, преобразованным из линии питания переменного тока, в качестве вспомогательного источника (PS100) питания, так, чтобы приводить в действие нагрузочный двигатель (или другие нагрузки), и для своевременного поддержания зарядки установленной аккумуляторной батареей, аккумуляторной батареи транспортного средства или переносной аккумуляторной батареи; причем в процессе работы выполняются проверочные измерения, на основе устройства ручного управления, или центрального блока управления, запрограммированного для учета состояния аккумуляторной батареи, тем самым значение проверочного сигнала схемы сравнивается с вышеупомянутым управляемым или устанавливаемым значением, и учитывая вышеупомянутую пропорциональность, управляемую работу генерирующей компоновки, приводимой в действие двигателем, или вспомогательного источника (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, дополнительно включая различные режимы, включающие в себя любые или все из перечисленных далее:

(1) когда система не задействована для приведения в действие нагрузки, и было определено, что уровень заряда аккумуляторной батареи опустился до уровня, ниже заданного предела, пусковой механизм двигателя должен быть запущен вручную или электрически, что, в свою очередь, заставит двигатель и компоновку генератора зарядить отдельно аккумуляторную батарею, причем зарядка может, альтернативно, быть осуществлена с помощью системы линии переменного тока таким образом, что зарядка прекратится, как только будет достигнута полная зарядка аккумуляторной батареи;

(2) для приведения в действие нагрузки выполняется сравнение состояния полной зарядки аккумуляторной батареи с настройкой рабочей модели в центральном блоке управления, причем для осуществления этого регулируется генератор или, альтернативно, вспомогательный источник (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии системы переменного тока, управляется так, чтобы передавать выходную мощность постоянного тока или управляемого тока, или, альтернативно, постоянную установленную мощность или управляемую установленную мощность так, что как только мощность, требуемая нагрузкой, превысит мощность вспомогательного источника (PS100) питания, мощность, требуемая нагрузочным двигателем или другой нагрузкой, будет совместно достигнута путем обеспечения мощности, подаваемой от вспомогательного источника питания и аккумуляторной батареи; и когда мощность, требуемая нагрузкой, меньше мощности вспомогательного источника (PS100) питания, последний может питать энергией нагрузку и в то же время питать избытком энергии аккумуляторную батарею, и когда нагрузка возрастет, таким образом, до уровня, превышающего значение мощности вспомогательного источника (PS100) питания, система перейдет автоматически в режим работы (3), при этом возвращаясь к установленному режиму работы, в котором установленная мощность нагрузки меньше мощности вспомогательного источника (PS100) питания;

(3) для выдачи выходной мощности при установленном токе или управляемом токе, при условиях установленной мощности или управляемой мощности, от генератора или от вспомогательного источника (PS100) питания в виде источника питания постоянного тока, преобразованного из системы линии переменного тока, при управлении в зависимости от детектируемого уровня зарядки аккумуляторной батареи, для совместного питания вспомогательным источником (PS100) питания и аккумуляторной батареей нагрузочного двигателя или другой нагрузки в соответствии с пропорциональным соотношением вспомогательного источника (PS100) питания относительно коэффициента мощности нагрузки, или относительно пропорции к току, таким образом, что когда нагрузка уменьшится, или значение коэффициента мощности нагрузки снизится по сравнению со значением коэффициента мощности вспомогательного источника (PS100) питания, система перейдет к работе в соответствии с режимом (2), в противном случае доступная мощность обеспечит работу в обычном рабочем режиме;

(4) способность изменять режим тока нагрузки нагрузочного двигателя, когда он приводится в действие только аккумуляторной батареей, таким образом, что как только коэффициент мощности нагрузочного двигателя или других нагрузок увеличится до уровня выше установленного значения или выше уровня установленного времени, причем вспомогательный источник (PS100) питания будет влиять на постоянный ток или управляемый выходной ток, или вместо этого будет влиять на значение постоянного коэффициента мощности или значение управляемого коэффициента мощности, в зависимости от управляемой модели, заданной в центральном блоке управления, для приведения в действие нагрузки совместно с аккумуляторной батареей таким образом, что вспомогательный источник (PS100) питания сможет продолжать передавать выходную мощность к нагрузочному двигателю или другой нагрузке, когда коэффициент мощности части нагрузочного двигателя или другой нагрузки снова будет соответствовать нормальному уровню;

(5) способность приводить в действие двигатель и генератор должным образом в соответствии с действиями устройства ручного управления, причем такая возможность приведения в действие распространяется на вспомогательный источник (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из системы линии переменного тока, и возможность дополнительно включает в себя независимое приведение в действие нагрузочного двигателя и другой нагрузки посредством выходной мощности от того же вспомогательного источника (PS100) питания, и та же выходная мощность вместе с мощностью аккумуляторной батареи для совместного приведения в действие нагрузки в случае, когда нагрузка в нагрузочном двигателе увеличивается, и эта выходная мощность от вспомогательного источника (PS100) питания продолжает передаваться на нагрузку, когда аккумуляторная батарея прекращает выдачу мощности при возвращении нагрузочного двигателя к нормальному режиму;

(6) возможность подвергаться действию блока ручного управления таким образом, чтобы приводить в действие двигатель или генератор, или вспомогательный источник (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из системы линии переменного тока, для установленного выходного тока или управляемого выходного тока, или вместо этого для значения постоянного коэффициента выходной мощности или значения управляемого коэффициента выходной мощности, тем самым соблюдается пропорциональность коэффициента мощности нагрузки относительно зарядного тока, чтобы приводить в действие нагрузочный двигатель и заряжать батарею таким образом, что режим работы автоматически изменится на режим (7), когда нагрузка увеличится до уровня большего коэффициента мощности заряжающего источника питания, он опять переключится в данный режим работы в противном случае;

(7) возможность подвергаться действию блока ручного управления таким образом, чтобы приводить в действие двигатель или генератор или вспомогательный источник (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из системы линии переменного тока, для режима установленного тока, режима управляемого тока, или для постоянного уровня выходной мощности или управляемого значения выходной мощности, тем самым соблюдается пропорциональность относительно аккумуляторной батареи на основании коэффициента мощности генерации, или коэффициента мощности нагрузки, или текущей разницы между ними, таким образом, вспомогательный источник (PS100) питания вместе с аккумуляторной батареей осуществляют заряд для приведения в действие нагрузочного двигателя или другой нагрузки, таким образом, что система переходит автоматически к режиму (6), когда нагрузка уменьшается таким образом, что установленная мощность нагрузки опускается ниже установленной мощности вспомогательного источника (PS100) питания, но продолжает работать в этом режиме в противном случае;

(8) способность подвергаться действию блока ручного управления таким образом, чтобы приводить в действие двигатель и генератор или вспомогательный источник (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из системы линии переменного тока, для независимого заряда относительно аккумуляторной батареи;

(9) обеспечение остановки зарядки, когда аккумуляторная батарея достигнет предварительно установленного уровня полной зарядки, который детектируется в процессе работы зарядки в описанных здесь режимах (1) и (8) выше;

(10) обеспечение остановки зарядки в отношении аккумуляторной батареи без влияния на выходную мощность, передаваемую от вспомогательного источника (PS100) питания к двигателю или другой нагрузки путем воздействия посредством как блока ручного управления, так и центрального блока управления, когда аккумуляторная батарея достигнет предварительно установленного уровня при работе в режимах, рассмотренных (2) и (6), описанных здесь выше;

(11) обеспечение остановки зарядки в отношении вспомогательного источника (SP100) питания, соответствующего мощности, выдаваемой на двигатель и другую нагрузку от аккумуляторной батареи посредством управления в ручном режиме или управления центральным блоком управления, когда аккумуляторная батарея достигнет предварительно установленного значения полной зарядки, как определено при работе, рассмотренной в режимах (2) и (6), описанных здесь выше, и

(12) обеспечение компоновки двигателя-генератора или вспомогательного источника (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, чтобы продолжить работу до тех пор, пока аккумуляторная батарея не переключится из состояния зарядки в состояние подачи, совместно со вспомогательным источником (PS100) питания, электрической энергии к двигателю и другой нагрузке, с помощью управления устройством ручного управления или управления центральным блоком управления, когда батарея только достигнет предварительно установленного уровня полной зарядки, определенного в процессе работы зарядки, описанной в соответствующих режимах (2) и (6) здесь выше.

Когда система одновременной зарядки и обеспечения выходного питания аккумуляторной батареи с ограничением тока работает в соответствии с режимами (2) и (6), с выходной мощностью генератора (G101) или же выдаваемой со вспомогательного источника (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, установленной параллельно аккумуляторной батарее (BAT101), несоответствие значения полной зарядки аккумуляторной батареи приведет к тому, что генератор (G101) обеспечивает увеличенный заряд на аккумуляторную батарею (BAT101) до тех пор, пока аккумуляторная батарея будет иметь относительно низкий уровень емкости, причем управление обеспечивается посредством следующих схем управления, содержащих:

- компоновку для блокирующего диода (CR101), соединенную последовательно с аккумуляторной батареей (BAT101), чтобы, таким образом, образовывать параллельный выход с выходным зажимом постоянного тока прямо от генератора (G101), или, альтернативно, с выходным зажимом постоянного тока, полученного в результате выпрямления от источника переменного тока, или же с вспомогательным источником (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, при том, что по обоим концам диода (CR101) параллельно включен регулятор (RG101) таким образом, что регулятор активирован, чтобы регулировать мощность, которая заряжается от генератора или, альтернативно, от вспомогательного источника (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, на аккумуляторную батарею; причем регулятор (RG101) может быть дополнительно выполнен в качестве приемника для сигналов управления, выдаваемых центральным блоком (CCU101) управления на основании результатов проверки от детектора (BCD101) состояния накопления аккумуляторной батареи таким образом, чтобы обеспечить возможность регулирования уровней зарядки и токов, и также для управления запуском или остановкой режимов зарядки;

- компоновку для блокирующего диода (CR101), соединенную последовательно с аккумуляторной батареей (BAT101), чтобы, таким образом, образовывать параллельный выход с выходным зажимом постоянного тока прямо от генератора (G101), или, альтернативно, с выходным зажимом постоянного тока, полученного в результате выпрямления от источника переменного тока, или же от вспомогательного источника (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, как приведено в примере на Фиг.1;

- компоновку для блокирующего диода (CR101), соединенную последовательно с аккумуляторной батареей (BAT101), чтобы, таким образом, образовывать параллельный выход с выходным зажимом постоянного тока прямо от генератора (G101), или, альтернативно, с выходным зажимом постоянного тока, полученного в результате выпрямления источника переменного тока, или же от вспомогательного источника (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, параллельно блокирующему диоду (CR101) (как изображено на Фиг. 2) может быть включен элемент (Z101) с полным сопротивлением, который является главным образом резистивным или проводящим, или сочетанием и того, и другого, чтобы заменить функцию регулятора (RG101), чтобы, таким образом, ограничить ток, который выдается из вспомогательного источника (PS100) питания в аккумуляторную батарею;

- компоновку блокирующего диода (CR101), соединенную последовательно с аккумуляторной батареей (BAT101), чтобы, таким образом, образовывать параллельный выход с выходным зажимом постоянного тока прямо от генератора (G101), или, альтернативно, с выходным зажимом постоянного тока, полученного в результате выпрямления источника переменного тока, или же от вспомогательного источника (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, причем параллельно блокирующему диоду (CR101) может быть включен электромеханический или твердотельный управляемый двухпозиционный переключатель (SSW101), так, как изображено на Фиг.3, чтобы обеспечить возможность управления включением/отключением зажимов как аккумуляторной батареи (BAT101), так и вспомогательного источника (PS100) питания, причем это заменяет функцию регулятора (RG101), причем это в итоге служит для управления состоянием заряда части генератора (G101) или вспомогательного источника (PS100) питания в виде источника постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, относительно аккумуляторной батареи (BAT101) и, кроме того, состоянием заряда аккумуляторной батареи (BAT101), используемой в качестве выхода для нагрузочного двигателя (M101); и

- компоновку блокирующего диода (CR101) с регулятором (RG101) или элементом (Z101) с полным сопротивлением, выполняющую те же функции, или управляемую двухпозиционным переключателем (SSW101), для прямого последовательного включения с выходом аккумуляторной батареи (BAT101), таким образом, что питание постоянного тока обеспечивается генератором (G101), или, альтернативно, вспомогательным источником (PS100) питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока, причем выход диода (CR101), который включен последовательно с аккумуляторной батареей (BAT101), и выход регулятора (RG101) или элемента (Z101) с полным сопротивлением, выполняющего те же функции или же управляемого двухпозиционного переключателя (SSW101), имеют одинаковую полярность, и эта тройная точка является общей с переключателем (SSW102), состоящим из электромеханических и твердотельных элементов, причем, как изображено на Фиг.4, точка С является управляемой, с одним концом вспомогательного источника (PS100) питания, присоединенным к общей точке (COM) на переключателе (SSW102), определяющем управляемую точку С, и с выходом диода (CR101) и входом регулятора (RG101), которые выбираются в зависимости от требований схемы, соединенным с нормально разомкнутой (NO) точкой или нормально замкнутой (NC) точкой переключателя (SSW102), определяющего управляемую точку С, в итоге обеспечивается управление, с помощью вспомогательного источника (PS100) питания, состоянием зарядки аккумуляторной батареи, с одной стороны, и выходным состоянием в части аккумуляторной батареи по отношению к нагрузочному двигателю (M101) или другим нагрузкам, с другой стороны.

Любая из указанных здесь и ранее аккумуляторных батарей используется соответственно как в качестве закрепленной установки в схеме, так и в качестве переносной, заменяемой установки в сборке с разъемом/гнездом или в другом сочетании форм, связанном с основной схемой, определяющей: (1) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) в режиме от переменного тока в постоянный ток; (2) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) постоянным током, преобразованным из переменного тока, при том, что этот же ток является входным при питании нагрузки; (3) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) постоянным током, преобразованным из переменного тока, причем тот же ток через аккумуляторную батарею (BAT101) передает мощность нагрузке; (4) аккумуляторную батарею (BAT101), самостоятельно передающую мощность в итоге на нагрузку; и (5) аккумуляторную батарею (BAT101), выступающую в роли фильтра, где выходной зажим, идущий в сторону нагрузки, обычно снабжен управлением (CD101) привода, служащим для управления выходным напряжением или выходным током, или выходной полярностью, или служащим для защиты в случае условий перегрузки путем активации связанных управляющих схем.

Фиг.5 изображает схематическую структурную схему вспомогательного источника (PS100) питания, который состоит из заряда постоянного тока, преобразованного из линейного питания переменного тока, в соответствии с данным изобретением; будет понятно, что входной источник питания переменного тока, подводимый через выходной зажим трансформатора (CCT100) с рассеянием магнитного потока, а затем в выпрямитель (BR201), служит как источником (VM+) энергии зарядки для двигателя или другой нагрузки, с одной стороны, причем регулятор служит в качестве источника (VB+) энергии зарядки аккумуляторной батареи (BAT101), с другой стороны, причем оба источника питания определены как составляющие вспомогательный источник (PS100) питания, причем регулятор (RG101), включенный последовательно с выходом постоянного тока вспомогательного источника питания, выполнен из аналоговых или захватывающих волны схем, служащих для ограничения зарядного тока в аккумуляторной батарее (BAT101), положительный выходной зажим которой (VB+) подает питание на сторону (VM+) питания двигателя с помощью последовательно включенного диода (CR201), причем указанная выше аккумуляторная батарея используется, соответственно, как в качестве закрепленной установки в схеме, так и в качестве переносной, заменяемой установки в сборке с разъемом/гнездом или в другом сочетании форм, связанном с основной схемой, определяющей: (1) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) в режиме от переменного тока в постоянный ток; (2) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) постоянным током, преобразованным из переменного тока, при том, что этот же ток является входным при питании нагрузки; (3) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) постоянным током, преобразованным из переменного тока, причем тот же ток через аккумуляторную батарею (BAT101) передает мощность нагрузке; (4) аккумуляторную батарею (BAT101), самостоятельно передающую мощность в итоге на нагрузку; и (5) аккумуляторную батарею (BAT101), выступающую в роли фильтра, причем выходной зажим к стороне нагрузки обычно снабжен управлением (CD101) привода, служащим для управления выходного напряжения или выходного тока, или выходной полярности, или служащим защиты в случае условий перегрузки путем активации связанных управляющих схем.

Фиг.6 изображает схематическую структурную схему, в которой трансформатор (CCT100) с рассеянием магнитного потока и два набора схем выпрямления, которые имеют одинаковое напряжение, ответственно выступают в роли питающего двигатель источника питания или источника питания зарядки аккумуляторной батареи, причем два набора вспомогательного источника питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока с помощью выпрямителей (BR201) и (BR202), причем один набор служит в качестве зарядного источника (VM+) питания для двигателя или другой нагрузки, с одной стороны, а другой набор служит в качестве зарядного устройства (VB+) питания для аккумуляторной батареи (BAT101); причем трансформатор (CCT100) с рассеянием магнитного потока установлен между выпрямителем (BR202) и входным источником питания переменного тока таким образом, чтобы ограничить зарядный ток в аккумуляторной батарее (BAT101), где положительный выходной зажим (VB+) выполнен последовательно соединенным с диодом (CR201), подведенным к стороне питания (VM+) двигателя; причем упомянутая выше аккумуляторная батарея используется соответственно как в качестве закрепленной установки в схеме, так и в качестве переносной, заменяемой установки в структуре с разъемом/гнездом или в другом сочетании форм, связанном с основной схемой, определяющей: (1) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) в режиме от переменного тока в постоянный ток; (2) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) постоянным током, преобразованным из переменного тока, притом что этот же ток является входным при питании нагрузки; (3) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) постоянным током, преобразованным из переменного тока, причем тот же ток через аккумуляторную батарею (BAT101) передает мощность нагрузке; (4) аккумуляторную батарею (BAT101), самостоятельно передающую мощность в итоге на нагрузку; и (5) аккумуляторную батарею (BAT101), выступающую в роли фильтра, причем выходной зажим к стороне нагрузки обычно снабжен управлением (CD101) привода, служащим для управления выходного напряжения или выходного тока, или выходной полярности, или служащим для защиты в случае условий перегрузки путем активации связанных управляющих схем.

Фиг. 7 изображает схематическую структурную схему, в которой различные источники питания отдельно снабжены блоком выпрямления, и отдельные трансформаторы (CCT100) с рассеянием магнитного потока соответственно служат в качестве питающих двигатель источников питания или заряжающих аккумуляторную батарею источников питания, и схему, которая является источником питания различного напряжения переменного тока с помощью двух независимых вторичных обмоток или наборов секционированных обмоток трансформатора (CCT100) с рассеянием магнитного потока, и два блока выпрямительных схем и совершенно независимых регуляторов, с помощью которых питающий двигатель источник питания и заряжающий аккумуляторную батарею источник питания собраны вместе; при этом имеется два блока вспомогательного источника питания в виде заряда постоянного тока, преобразованного из линии питания переменного тока с помощью выпрямителей (BR201) и (BR202), причем один блок, обозначенный (VM+), служит в качестве источника питания для приводного двигателя и других нагрузок, а другой блок соответствует источнику (VB+) питания для зарядки аккумуляторной батареи (BAT101); причем трансформатор (CCT100) с рассеянием магнитного потока установлен между выпрямителем (BR201) и входящим источником питания переменного тока, чтобы ограничить зарядный ток в двигателе или других нагрузках, причем положительный выходной зажим (VB+) последовательно соединен с диодом (CR201), соединенным со стороной питания (VM+) двигателя; источник питания переменного тока является однофазным или многофазным для ввода через трансформатор (CCT100) с рассеянием магнитного потока, упомянутая выше аккумуляторная батарея используется соответственно, как в качестве закрепленной установки в схеме, так и в качестве переносной, заменяемой установки в структуре с разъемом/гнездом или в другом сочетании форм, связанном с основной схемой, определяющей: (1) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) в режиме от переменного тока в постоянный ток; (2) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) постоянным током, преобразованным из переменного тока, при том, что этот же ток является входным при питании нагрузки; (3) зарядку аккумуляторной батареи (BAT101) постоянным током, преобразованным из переменного тока, причем тот же ток через аккумуляторную батарею (BAT101) передает мощность нагрузке; (4) аккумуляторную батарею (BAT101), самостоятельно передающую мощность в итоге на нагрузку; и (5) аккумуляторную батарею (BAT101), выступающую в роли фильтра, причем выходной зажим к стороне нагрузки обычно снабжен управлением (CD101) привода, служащим для управления выходного напряжения или выходного тока, или выходной полярности, или служащим для защиты в случае условий перегрузки путем активации связанных управляющих схем.

С помощью системы одновременной зарядки и обеспечения выходного питания аккумуляторной батареи с ограничением тока, описанной выше, стало возможно использовать аккумуляторную батарею в состоянии накопления энергии, которое лучше и более желаемо, чем то, что было доступно до этого, не только помогая работе системы нагрузки, но так же исключая перезарядку хранящейся аккумуляторной батареи, таким образом, достигая в итоге конечной цели продления в целом срока службы сборки аккумуляторной батареи.

Описание обозначений основных элементов

(BAT101): Аккумуляторная батарея

(BCD101): Детектор состояния накопления аккумуляторной батареи

(BR101), (BR201): Выпрямитель

(B+): Вспомогательный источник питания

(CCU101): Центральный блок управления

(CCT100): Трансформатор с рассеянием магнитного потока

(CD100), (CD101): Устройство управления привода

(CR101), (CR201): Блокирующий диод

(FEC101): Контроллер возбуждения магнитного поля

(FC101): Сервомеханизм подачи топлива

(G101): Генератор

(ICE101): Блок двигателя

(ID100), (ID200): Детектор тока

(M100): Стартерный двигатель

(M101): Нагрузочный двигатель

(MI101): Устройство ручного управления

(PS100): Вспомогательный источник питания

(RG101): Регулятор

(SPD101): Детектор скорости вращения двигателя

(SSW101): Управляемый двухпозиционный переключатель

(SSW102): Переключатель, определяющий управляемую точку С

(TK101): Топливный бак

(VB+): Заряжающий источник питания

(VM+): Сторона питания

(Z101): Элемент с полным сопротивлением.