ЭНЕРГОУСТАНОВКА

Полезная модель относится к области электротехники, более конкретно, к устройствам для преобразования химической энергии в электрическую в топливных элементах и может найти применение при создании автономных источников питания мощностью до 10 кВт и выше.
Известна установка, содержащая электрохимический генератор, преобразователь напряжения и систему управления (Патент США 6979504).
В известной энергоустановке отсутствуют средства, позволяющие определить действительные параметры электрохимического генератора, в основном определяемые вольтамперной характеристикой, диагностировать ухудшение характеристик электрохимического генератора и обеспечить восстановление его энергетических характеристик,
Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, заключается в повышении надежности, улучшении энергетических характеристик и ресурса работы энергоустановки.
Технический результат достигается тем, что энергоустановка содержит электрохимический генератор, преобразователь напряжения, входы которого подключены к выводам электрохимического генератора, а выходы предназначены для подключения нагрузки, систему управления электрохимическим генератором и преобразователем напряжения, к выходам преобразователя напряжения подключены соединенные последовательно зарядно-разрядный блок и батарея электрохимических источников тока, к выводам электрохимического генератора подключен блок диагностики, выполненный с возможностью реализации функции отключения преобразователя напряжения в режиме диагностики и измерения тока короткого замыкания и напряжения разомкнутой цепи электрохимического генератора, при этом выход блока диагностики соединен с входом включения/отключения преобразователя напряжения, а управляющие входы/выходы зарядно-разрядного блока соединены с соответствующими выходами/входами информационных сигналов системы управления электрогенератором и преобразователем напряжения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 приведена схема энергоустановки
на фиг.2- схема блока диагностики.
Энергоустановка содержит электрохимический генератор 1 с источником водорода 2, преобразователь 3 напряжения, входы которого подключены к выводам электрохимического генератора, а выходы предназначены для подключения нагрузки 4, систему 5 управления электрохимическим генератором и преобразователем напряжения. К выводам электрохимического генератора 1 подключен блок 6 диагностики. Выходы блока диагностики соединены с входом включения/отключения преобразователя 3 напряжения, входы/выходы информационных сигналов блока диагностики соединены с соответствующими выходами/входами информационных сигналов системы управления электрогенератором и преобразователем напряжения. На выходе преобразователя напряжения включены последовательно соединенные зарядно-разрядный блок 11 и батарея 12 электрохимических источников тока, управляющие входы/выходы зарядно-разрядного блока соединены с соответствующими выходами/входами информационных сигналов системы управления электрогенератором и преобразователем напряжения.
Блок диагностики реализует функцию отключения преобразователя напряжения в режиме диагностики и измерения тока короткого замыкания и напряжения разомкнутой цепи электрохимического генератора.
Блок диагностики может быть выполнен в частности следующим образом. К выводам электрохимического генератора подключена цепь из последовательно соединенных управляемого ключевого элемента 7 и датчика 8 тока, и датчик 9 напряжения. Блок 10 управления ключевым элементом входами соединен с выходами датчиков 8 и 9 тока и напряжения, а выходами с управляющим входом ключевого элемента 7, которые являются также выходами блока диагностики для соединения с входом включения/отключения преобразователя 3 напряжения. Блок управления ключевым элементом имеет дополнительно вход/выходы, которые являются входами/выходами информационных сигналов блока диагностики для соединения с соответствующими выходами/входами информационных сигналов системы управления электрогенератором и преобразователем напряжения.
Энергоустановка работает следующим образом.
В рабочем режиме электроэнергия заданной формы и уровня от электрохимического генератора 1 через преобразователь 3 напряжения передается в нагрузку.
Периодически система управления переключает установку в режим диагностики. В режиме диагностики блок 6 диагностики по информационному сигналу системы управления отключает преобразователь 3 напряжения от выводов электрохимического генератора.
Управляющий ключевой элемент 7, входящий в состав блока 6 диагностики, замыкает и размыкает выводы электрохимического генератора.
При замкнутом положении управляющего ключевого элемента измеряют ток короткого замыкания, при разомкнутом положении управляющего ключевого элемента измеряют напряжение разомкнутой цепи, преобразуют полученные сигналы тока и напряжения в цифровой код и передают на информационный вход системы управления.
Полученные данные в системе управления анализируются и, если вольтамперная характеристика электрохимического генератора отличается от заданной, система управления переводит энергоустановку в режим импульсной нагрузки электрохимического генератора при отключенном преобразователе 3 напряжения. При этом управляющий ключевой элемент 7 замыкают с заданной частотой и скважностью. Импульсы тока короткого замыкания заданной частоты и скважности обуславливают возникновение неравновесных термодинамических и электрохимических процессов, что позволяет восстановить энергетические характеристики электрохимического генератора. В режиме диагностики (при отключении от нагрузки преобразователя 3 напряжения) батарея 12 электрохимических источников тока обеспечивает стабилизацию заданного уровня напряжения на нагрузке 4 и тем самым обеспечивает бесперебойное питание нагрузки. В рабочем режиме обеспечивается заряд батареи электрохимических источников тока.
В рабочем режиме может обеспечиваться режим повышенной мощности при одновременной работе электрохимического генератора 1 и батареи электрохимических источников тока.