1.5. Ориентированный граф состояний и переходов сбп.

Для рассмотрения возможных режимов функционирования системы следует после рассмотрения структурной схемы уточнить ее возможности.

1.5.1. Определение выходного напряжения и выходного тока СБП.

В нормальном режиме функционирования СБП ее выходное напряжение определяется числом элементов в каждой группе АБ, напряжением содержания одного элемента U_сод и температурой аккумуляторов (температурой корпусов моноблоков, на которые устанавливаются температурные датчики). Для рекомендованных в приложении аккумуляторов и заданной в задаче №1 температуры U_сод должно быть принято равным 2.27 В/эл. Следовательно, напряжение на зажимах АБ в нормальном режиме работы СБП U_{АБ Н} должно быть равным:

U_{АБ Н}= n*U_сод

или

U_{АБ Н}= m*k*U_сод (5.1)

При этом напряжение на нагрузке U_Н будет меньше U_{АБ Н} на величину падения напряжения на ТРС постоянного тока U_ТРС, т.е.

U_Н= U_{АБ Н} - U_ТРС.

Максимальное значение тока, потребляемого аппаратурой, I_Н для нормального режима работы СБП составит:

I_Н = Р_Н/ U_Н.

Максимальное значение суммарного выходного тока выпрямителей I_{В } отличается от I_Н на величину тока содержания АБ (током потребления контроллером можно пренебречь). Величину тока содержания обеих групп АБ I_сод можно определить как:

I_сод = 2*(0,6…1,0)*10^-3*С_ном.

Следовательно,

I_{В }= I_Н + I_сод.

По величине I_{В } и величине максимального тока одного выпрямителя I_В следует определить количество выпрямителей, способных обеспечить в нормальных условиях работы СБП этот ток I_{В }. Пусть в качестве примера этот ток I_{В } в схеме рис.1 могут обеспечить 2 выпрямителя.

Также следует определить число выпрямителей необходимых для заряда обеих групп АБ в случае отключения сети переменного тока и последующего ее восстановления. Пусть для схемы рис.1 заряд обеих групп АБ может обеспечить 1 выпрямитель.

1.5.2. Ниже на рис. 2 представлен ориентированный граф состояний и переходов СБП для рассматриваемого примера.

Рис.2. Ориентированный граф состояний и переходов СБП.

Состояние 1. Все выпрямительные устройства СБП исправны, АБ заряжена и находится в режиме содержания, сеть переменного тока в норме.

Состояние 2. Отказал дин из четырех работающих выпрямителей, так что в работе осталось 3 выпрямителя. Следует отметить, что контроллер обеспечивает равномерную загрузку всех работающих выпрямителей с достаточной точностью (не хуже +10%). Переход из состояния 1 в состояние 2 характеризуется интенсивностью отказов выпрямителя _В. Состояние 2 является возвратным и характеризуется интенсивностью восстановления выпрямителя _В.

Состояние 3. Отказал еще один выпрямитель, но оставшиеся 2 выпрямителя в состоянии обеспечить питание аппаратуры. Переход из состояния 2 в состояние 3 также характеризуется интенсивностью отказов _В. С целью упрощения изложения предполагается, что интенсивность отказов при переходах из состояния 1 в состояние 2 и интенсивность отказов при переходах из состояния 2 в состояние 3 равны, хотя загрузка выпрямителей не одинакова и в общем случае эти интенсивности отказов не равны. Состояние 3 также является возвратным.

Состояние 4. Отказал еще один выпрямитель. Оставшийся исправным выпрямитель переходит в режим ограничения тока и АБ начинает разряжаться разностным током, определяемым током нагрузки и током ограничения выпрямителя. Обычно ток ограничения I_ОГР устанавливается с помощью контроллера на уровне 1,02…1,05 максимального тока выпрямителя. При разряде АБ разностным током I_Р ориентировочная длительность разряда Т_р1АБ (после чего система перейдет в состояние отказа - состояние 6) может быть определена из следующего соотношения:

Т_р1АБ*( ) = .

Система может перейти в состояние отказа и в случае отключения источников энергии переменного тока. В случае отключения сети переменного тока (всех источников электроэнергии переменного тока сколько бы их не было) СБП перейдет из состояния 1 в состояние 5. После чего питание аппаратуры будет осуществляться только от разряжающейся АБ. Через некоторое время (при понижении напряжения на АБ до установленного значения) контроллер отключит с помощью КГР АБ от аппаратуры и система перейдет в состояние отказа. Длительность питания аппаратуры от АБ Т_{р 0АБ} в последнем случае может быть принята ориентировочно равной 3 *t_ав.