БЛОК ПИТАНИЯ И ЗАЩИТЫ

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к источникам электропитания, и может быть использована для питания внутренних и внешних электропотребителей автомобильных кузовов-фургонов и кузовов-контейнеров.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемой полезной модели, принятым за прототип, является блок питания и защиты электрический К000.37.21.000 (ТУ13-0273250-87, выпускаемый ОАО «Ковылкинский электромеханический завод», г.Ковылкино), содержащий блок зажимов соединенный с соответствующими входами автоматического выключателя, коммутационного аппарата, блока индикации, трансформатора питания, устройства подключения нагрузок и реле безопасности персонала, токоограничивающий элемент, коммутационные элементы, световые индикаторы, при этом, реле безопасности персонала соединено через коммутационный элемент с соединенными коммутационным аппаратом и автоматическим выключателем, который соединен с блоком индикации и трансформатором питания.
Недостатками прототипа являются недостаточная выходная мощность, большая масса, недостаточная надежность при работе в трехфазной электрической сети и в режиме подзаряда аккумуляторных батарей.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение выходной мощности, снижение массы, улучшение эксплуатационных характеристик, обеспечение долговременной работы в режиме подзаряда аккумуляторных батарей.
Технический результат достигается тем, что в блок питания и защиты, содержащий блок зажимов соединенный с соответствующими входами автоматического выключателя, коммутационного аппарата, блока индикации, трансформатора питания, устройства подключения нагрузок и реле безопасности персонала, токоограничивающий элемент, коммутационные элементы, световые индикаторы, при этом, реле безопасности персонала соединено через коммутационный элемент с соединенными коммутационным аппаратом и автоматическим выключателем, который соединен с блоком индикации и трансформатором питания, введены второй коммутационный аппарат, выпрямительный блок, подсоединенный к трансформатору питания, световой индикатор определения наличия тока подзаряда, световые индикаторы фазных напряжений в блок индикации, измерительный и управляющий элементы, образующие с токоограничивающим элементом токоограничивающий блок, подсоединенный к блоку зажимов одним выходом непосредственно, а другим через последовательно соединенные введенный световой индикатор определения наличия тока подзаряда и коммутационный элемент, модуль электропитания, одним входом напрямую, а другим через коммутационный элемент соединенный с блоком зажимов, и одним выходом - с соответствующим входом введенного коммутационного аппарата, другим выходом через токоограничивающий блок с соответствующим входом введенного коммутационного аппарата, выходы которого соединены через коммутационные элементы с блоком зажимов и подсоединенный к устройству подключения нагрузок. Трансформатор питания выполнен, по крайней мере, трехфазным. Блок индикации содержит, по крайней мере, блок резисторов и диодов, соединенный со световыми индикаторами фазных напряжений. Токоограничивающий блок предназначен для обеспечения необходимого режима подзаряда аккумуляторной батареи. Выпрямительный блок содержит, по крайней мере, сглаживающий конденсатор и диоды, соединенные по схеме трехфазного выпрямительного моста. Коммутационный аппарат содержит, по крайней мере, два замыкающих контакта, соединенных параллельно.
На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема блока питания и защиты, на фиг.2 - схема блока индикации, на фиг.3 - схема токоограничивающего блока, где приняты следующие обозначения:
1 - выключатель автоматический;
2,11 - коммутационные аппараты;
3 - блок индикации;
4 - трансформатор питания;
5 - устройство для подключения нагрузок;
6 - реле безопасности персонала;
7 - блок зажимов;
8 - модуль электропитания;
9 - выпрямительный блок;
10 - токоограничивающий блок;
12-17 - коммутационные элементы;
18-25 - световые индикаторы;
26 - блок резисторов и диодов;
27 - токоограничивающий элемент;
28 - измерительный элемент;
29 - управляющий элемент.
Блок питания и защиты содержит автоматический выключатель 1, коммутационные аппараты 2 и 11, блок индикации 3, трансформатор питания 4, устройство для подключения нагрузок 5, реле безопасности персонала 6, блок зажимов 7, модуль электропитания 8, выпрямительный блок 9, токоограничивающий блок 10, коммутационные элементы 12-17, световые индикаторы 18-25, где 18-20 - световые индикаторы выходных напряжений, 21-24 - световые индикаторы определения фазных напряжений, 25 - световой индикатор определения наличия тока подзаряда, блок резисторов и диодов 26, токоограничивающий элемент - 27, измерительный элемент - 28; управляющий элемент - 29.
Автоматический выключатель 1, коммутационный аппарат 2, блок индикации 3, трансформатор питания 4, устройство подключения нагрузок 5, реле безопасности персонала 6 соединены с блоком зажимов 7. Токоограничивающий блок 10 содержит, по крайней мере, токоограничивающий 27, измерительный 28 и управляющий элементы 29, при этом выход модуля электропитания 8 соединен через токоограничивающий 27, измерительный 28 элементы, коммутационный аппарат 11 и коммутационный элемент 16 с блоком зажимов 7. Блок индикации 3 содержит, по крайней мере, блок резисторов и диодов, соединенный со световыми индикаторами 21-24, предназначенными для определения фазных напряжений. Коммутационный элемент 12 входом соединен с автоматическим выключателем 1, коммутационным аппаратом 2 и выходом выпрямительного блока 9, а одним выходом - с реле безопасности персонала 6. Реле безопасности персонала 6 одним входом соединено с коммутационным элементом 12, другим входом с блоком зажимов 7, а выходом - с входом автоматического выключателя 1. Автоматический выключатель 1 соединен с коммутационным аппаратом 2, блоком индикации 3 и трансформатором питания 4. Модуль электропитания 8 одним входом напрямую, а вторым входом через коммутационный элемент 13 соединен с блоком зажимов 7, а одним выходом - с одним входом коммутационного аппарата 11, другим же выходом через токоограничивающий блок 10 с другим входом коммутационного аппарата 11, выходы которого соединены через коммутационные элементы 14, 15, 16 с блоком зажимов 7 и подсоединен к устройству подключения нагрузок 5. Трансформатор питания 4 выполнен, по крайней мере, трехфазным, выходами соединен через выпрямительный блок 9 с коммутационным аппаратом 2 и автоматическим выключателем 1. Токоограничивающий блок 10 предназначенный для обеспечения необходимого режима подзаряда аккумуляторной батареи через коммутационный элемент 17 соединен с блоком зажимов 7. Световой индикатор наличия тока подзаряда 25 одним входом подключен к выходу токоограничивающего блока 10, а вторым - к коммутационному элементу 17. Выпрямительный блок 9 содержит, по крайней мере, сглаживающий конденсатор и диоды, соединенные по схеме трехфазного выпрямительного моста. Коммутационный аппарат 2 содержит, по крайней мере, два замыкающих контакта, соединенных параллельно.
Коммутационный аппарат 2, реле безопасности персонала 7, выпрямительный блок 9, корпус модуля электропитания 8, коммутационный аппарат 11, устройство для подключения нагрузок 5, токоограничивающий блок 10, коммутационный элемент 13 соединены с корпусом блока питания и защиты.
Блок питания и защиты работает следующим образом.
При появлении напряжения на входных клеммах блока зажимов 7, световые индикаторы 21-24 блока индикации 3 сигнализируют о наличии напряжения в соответствующих фазах. При включении автоматического выключателя 1 на его выходах появляется напряжение, при этом на входах трансформатора питания 4 также появляется напряжение, которое после понижения и выпрямления с помощью выпрямительного блока 9 подается на коммутационный аппарат 2, что приводит к его включению, а также на световой индикатор 18, сигнализирующий о наличии напряжения на выходных клеммах блока зажимов 7. В случае появления на корпусе блока питания и защиты напряжения опасной величины происходит срабатывание реле безопасности персонала 6 и подает напряжение на автоматический выключатель 1, который срабатывает и переходит в выключенное положение, вследствие чего снимается напряжение с коммутационного аппарата 2, при этом блок питания и защиты отключаются.
При включении коммутационного элемента 13 во включенном состоянии автоматического выключателя 1 на вход модуля электропитания 8 подается напряжение, при этом на выходах модуля электропитания 8 появляются соответствующие напряжения, а также загораются световые индикаторы 19 и 20, сигнализирующие о наличии напряжения на входе и на плюсовой клемме первого выхода модуля электропитания 8. Появление напряжения на плюсовой клемме первого выхода модуля электропитания 8 приводит к включению коммутационного аппарата 11 и переключению его контактов. После этого для подачи напряжений на соответствующие клеммы блока зажимов 7 необходимо воспользоваться коммутационными элементами 14 и 15. При включении коммутационного элемента 16 на клемму блока зажимов 7, предназначенную для подключения аккумулятора, будет подаваться напряжение с плюсовой клеммы второго выхода модуля электропитания 8, при этом сила тока подзаряда аккумулятора будет стабилизирована посредством токоограничивающего блока 10, а световой индикатор наличия тока подзаряда 25 будет сигнализировать о процессе подзаряда аккумулятора, причем сила свечения светового индикатора наличия тока подзаряда 25 прямо пропорционально зависит от величины зарядного тока, и при полном заряде аккумулятора свечение светового индикатора наличия тока подзаряда 25 будет отсутствовать.
Благодаря использованию коммутационного аппарата с соединенными параллельно контактами удалось добиться способности контактов отключать большую электрическую мощность, вследствие чего повышена надежность работы блока питания и защиты в аварийных режимах (обрыв одной или нескольких фаз на входе блока питания и защиты). Применение трехфазного трансформатора питания и выпрямительного блока обеспечивает защиту персонала от поражения током, а также возможность нормального завершения работы с блоком в аварийных режимах (например, при обрыве одной или двух фаз на входе блока питания и защиты). Обеспечение индикации фазных напряжений повышает безопасность персонала при работе с блоком питания и защиты, так как еще до его включения может быть определено аварийное состояние сети на входе блока питания и защиты. Применение в заявляемом блоке питания и защиты токоограничивающего устройства обеспечивает надежность и долговременную работу в режиме подзаряда аккумуляторных батарей, снижает риск выхода из строя блока питания и защиты при подключении к нему батарей с низким уровнем заряда.
Заявляемая полезная модель успешно прошла испытания, которые доказали ее преимущества перед известными аналогами. В 2010 году предполагается серийный выпуск.