УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАРЯДНОГО ТОКА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ Российский патент 1994 года по МПК H02J7/20 

Изобретение относится к зарядным устройствам вторичных источников тока и в частности стартерных аккумуляторных батарей в режиме периодической работы, например, при эксплуатации путевых кранов железнодорожного транспорта.

Известно устройство [1] и зависимое от него устройство [2] для регулирования напряжения аккумуляторной батареи, работающих параллельно с генератором постоянного тока в режиме непрерывного подзаряда, содержащее регулировочный реостат с приводом от сервомотора, включенный в цепь возбуждения генератора, и осуществляющее регулирование путем поддержания постоянства тока подзаряда, причем чувствительный элемент регулятора напряжения выполнен в виде поляризованного реле, обмотка которого включена на разность эталонного напряжения и напряжения, пропорционального току подзаряда батареи, а контакты включены в цепь управления сервомотора. В цепи подзаряда предусмотрены балластное сопротивление и электрический вентиль для разделения подзарядной и зарядной цепей батареи. Для повышения надежности крайние элементы аккумуляторной батареи подключены параллельно разделительному вентилю через коммутатор.

Устройство [2] для регулирования напряжения аккумуляторной батареи принято в качестве прототипа изобретения.

Наиболее существенным недостатком прототипа является невозможность его использования в полевых условиях, особенно в мороз или при высокой влажности среды, например, для путевого крана при возникновении необходимости его использования. Из-за сложной конструкции прототип ненадежен в эксплуатации, может работать только в помещении при непрерывном надзоре обслуживающего персонала. Необходимо также обеспечение стабильности напряжения эталонного источника.

Целью изобретения является повышение надежности регулирования зарядного тока аккумуляторной батареи в условиях длительных перерывов в работе и сурового климата.

Это достигается тем, что в качестве механизма регулирования зарядного тока используется нелинейный элемент, в качестве которого применена лампа накаливания соответствующей мощности, включенная в цепь обмотки возбуждения, которая автоматически включается в работу в режиме барретирования с помощью электрического реле, порог срабатывания которого установлен на момент начала превышения напряжения генератора постоянного тока над напряжением заряжаемой аккумуляторной батареи. Для предотвращения воздействия обратного тока от аккумуляторной батареи на обмотки генератора предусмотрен вентильный элемент, включенный в цепь заряда.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием осветительной лампы накаливания, используемой в качестве барретора и встречным включением вентильного элемента в цепь заряда.

Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что известны устройства для регулирования тока нагрузки с помощью барретора, т. е. нелинейного элемента, у которого нить накала изготовлена из железа и помещена в баллон с водородом [3]. Однако из-за своей дороговизны и дефицитности барреторы не получили распространения и в данном случае успешно заменены лампой накаливания.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию изобретения "существенные отличия".

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для регулирования зарядного тока аккумуляторной батареи 1 содержит генератор 2 постоянного тока, вращаемого приводом 3, например дизелем. Выход генератора 2 через вентильный элемент 4, в качестве которого может быть применен полупроводниковый диод, и обмотку 5 электрического реле, контакты 6 которого включены в цепь обмоток L₁ и L₂ возбуждения, присоединен к входу аккумуляторной батареи 1 через шунт амперметра 7. Резистор 8 является эквивалентом блока автоматики путевой машины. Параллельно нормально замкнутым контактам 6 электрического реле присоединена цепочка, составленная резистором 9 и электрическим конденсатором 10 и предназначенная для гашения искр при дребезге контактов, и лампа 11 накаливания с последовательно присоединенным гасящим сопротивлением 12.

Вентильный элемент 4 включен навстречу напряжению батареи 1 и поэтому обеспечивает прохождение тока только в направлении к аккумуляторной батарее 1 от генератора 2 постоянного тока, предотвращая сгорание обмотки якоря генератора и обмоток возбуждения от встречного тока аккумуляторной батареи 1 в случае внезапной остановки генератора 2 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

Для зарядки подключенной аккумуляторной батареи 1 приводят во вращение якорь генератора 2 постоянного тока от привода 3. В точке 13 электрической схемы ток генератора разветвляется: к аккумуляторной батарее 1 и к обмоткам L₁ и L₂ возбуждения через нормально замкнутые контакты 6. Как только ток заряда, протекающий через обмотку 5 электрического реле, достигает номинального значения (на что обычно требуется не более 30 с) нормально замкнутые контакты 6 этого реле будут разомкнуты. Искровые процессы в результате дребезга контактов 6 будут ослаблены благодаря цепочке из резистора 9 и конденсатора 10. Нить накала лампы 11 за это время нагревается и ее омическое сопротивление возрастает до точки t₁ (см. фиг.2) и далее зависимость тока через лампу 11 от напряжения генератора имеет нелинейный характер, т. е. нить накала лампы переходит в режим барретирования. Так как в этом случае ток в обмотках возбуждения поддерживается практически на одном уровне, то это, в свою очередь обеспечивает постоянство тока заряда на оптимальном уровне для данного типа батареи аккумуляторов.

Использование: для заряда стартерных аккумуляторных батарей в режиме периодической работы, например, при эксплуатации путевых кранов железнодорожного транспорта. Сущность изобретения: в цепь обмотки возбуждения генератора 2 постоянного тока включен нелинейный элемент, в качестве которого использована нить накала электрической лампы 11. Параллельно лампе 11 включен размыкающий контакт 6 электрического реле, обмотка 5 которого включена в цепь зарядного тока. Как только ток заряда достигнет номинального значения, контакты 6 размыкаются и регулирование тока в обмотках возбуждения генератора 2 осуществляется лампой 11, работающей в барреторном режиме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЗАРЯДНОГО ТОКА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ, работающей совместно с генератором постоянного тока в режиме периодического подзаряда, содержащее регулирующий элемент, включенный в цепь обмотки возбуждения генератора постоянного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности регулирования процесса заряда, в качестве регулирующего элемента использована нить накала электрической лампы, омическое сопротивление которой возрастает при нагревании, обеспечивая режим барретирования тока в обмотке возбуждения, и включенная параллельно размыкающим контактам электрического реле, обмотка которого включена в цепь заряда аккумуляторной батареи. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью предотвращения повреждения генератора постоянного тока от воздействия обратного тока аккумуляторной батареи, в цепь заряда последовательно и встречно току разряда включен электрический вентиль.