УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Российский патент 1994 года по МПК H02J7/32 

Изобретение относится к электрохимическим источникам тока, а именно к зарядным устройствам, используемым для заряда аккумуляторных батарей (АБ) в стационарных условиях от ветроэлектрических генераторов при переменной частоте вращения вала генератора.

Известно устройство для заряда АБ от трехфазного источника переменного тока, но оно не обеспечивает рациональный режим заряда АБ вне зависимости от скорости вращения вала электрогенератора (В.А.Орлов "Малогабаритные источники тока". Воениздат, МО СССР, 1970, с.192-193, рис.80).

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является устройство для заряда АБ, содержащее трехфазный источник переменного тока, обмотки которого соединены треугольником, выпрямитель, образованный четырьмя диодами и блок ограничения зарядного тока, выполненный в виде токоограничивающих конденсаторов (авт.св. N 520668, кл. Н 02 J 7/14, 1981). Это устройство выбрано в качестве пототипа. Недостатком данного устройства является невозможность его применения при переменной скорости вращения вала асинхронного генератра (АГ) из-за того, что ток заряда изменяется в широких пределах.

Целью настоящего изобретения является обеспечение рационального режима заряда АБ за счет изменения зарядного тока не более чем на 30% от номинального вне зависимости от режима работы АГ (нагрузки, скорости вращения вала, наводимой ЭДС в обмотке статора).

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для заряда АБ, содержащем трехфазный источник переменного тока, выпрямитель и конденсаторную батарею, в разрыв цепи обмотки статора и конденсаторной батареи через диоды включена АБ.

Таким образом, заряд АБ осуществляется током намагничивания.

Включение АБ в разрыв цепи обмотки статора и конденсаторной батареи через диоды - этот технический признак отличает заявляемое устройство от прототипа и определяет новизну технического решения.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показана схема устройства при соединении обмотки статора АГ треугольником; на фиг.2 - схема устройства при соединении обмотки статора АГ в звезду.

Устройство для заряда АБ содержит АГ1 (фиг.1), вал которого вращается от ветродвижителя, диоды 2-7, переключатели 8-10, АБ 11-16 и конденсаторы 17-19, используемые в качестве источников реактивной мощности.

Устройство для заряда АБ работает следующим образом. В исходном состоянии все переключатели 8-10 замкнуты. При вращении вала генератора вследствие наличия остаточного намагничивания происходит самовозбуждение АГ1, реактивная мощность поступает от конденсаторов 17-19. По окончании переходного процесса самовозбуждения АГ1 ключи 8-10 размыкаются и ток намагничивания АГ протекает в первую половину полупериода генерирумого напряжения по цепи: фаза АГ1, диод 2, АБ11, конденсаторы 17,18 перезаряжаются и далее через две соседние фазы. Во вторую половину полупериода диод 2 закрыт, диод 3 открыт и ток протекает по цепи: перезаряженные конденсаторы 17,18, АБ12, диод 3, фаза АГ. Аналогично для двух других соседних фаз. Затем процесс повторяется.

Предварительное самовозбуждение АГ1 при замкнутых ключах 8-10 требуется для обеспечения условий самовозбуждения (т.е. активное сопротивление цепи намагничивания должно быть меньше критического).

Устройство (фиг. 2), где фазы АГ соединены в звезду, работает аналогично. Отличие в количестве АБ-3 штуки вместо шести и отвод от средней точки АБ.

По сравнению с прототипом заявляемое устройство для заряда АБ обладает следующими технико-экономическими преимуществами:
расширяет область использования асинхронных генераторов, а именно: позволяет использовать АГ в широком диапазоне изменения скорости его вращения (например, от ветродвигателя) для заряда АБ при обеспечении изменения зарядного тока не более чем на 30% от номинального.

Использование: в устройствах с ветроэлектрическими генераторами с переменной частотой вращения, применяемыми в качестве зарядного источника. Сущность изобретения: устройство содержит трехфазный источник переменного тока в виде асинхронного генератора, обмотки которого соединены треугольником, выпрямитель и конденсаторную батарею. Аккумуляторные батареи включаются в разрыв цепи обмотки статора асинхронного генератора и конденсаторной батареи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ, содержащее трехфазный источник переменного тока, выпрямитель и блок конденсаторов, подключенный к выходным клеммам источника, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса заряда при использовании в качестве трехфазного источника асинхронного двигателя, в устройство введены три переключателя, а между каждым из выводов обмотки статора асинхронного генератора, соединенной в треугольник и блока конденсаторов включен узел из трех параллельных цепей, две из которых выполнены в виде последовательно включенных выходных клемм для подключения аккумуляторной батареи и зарядного диода, а третья в виде переключателя. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обмотки статора асинхронного генератора соединены в звезду.