Устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током Советский патент 1983 года по МПК H02J7/02 

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для заряда аккумуляторных батарей (АБ) и касается вопросов форсированного заряда АБ от трехфазного источника переменного то-ка (ТИПТ). Известно устройство для заряда АБ, которое содержит три входные клеммы для подключения ТИПТ, положительную и отрицательную клеммы для соединения с заряжаемой АБ, два зарядно-разрядных конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой L1 J . Недостатками этого устройства являются сравнительно низкое зарядное напряжение, не превышающее амплитудного значения линейного напряжения ТИПТ, постоянная составляющая асимметричного тока ограничена лишь внутренним сопротивлением источника, что приводит к значительному изменению зарядного тока по мере заряда АБ, сра нительно низкий КПД заряда и плохие удельные энергетические показатели. Это ограничивает использование известного устройства. Известно также устройство для заря да АБ асимметричным током, содержащее четыре входные клеммы для подклю чения фазных обмоток ТИПТ, соединенных в звезду с выведенной нейтралью, положительную и отрицательную выходные клеммы для соединения с заряжаемой АБ, четыре зарядно-разрядных кон денсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой 2 . Недостатками известного устройств является сравнительно низкое зарядно напряжение, не превышающее (jj (где Уупф- амплитуда фазного напряжения ТИПТ), что ограничивает удельные энергетические характеристики. От него нельзя вести раздельный заря двух АБ, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для заряда АБ асимметричным током, содержащее четыре входные клем мы для подключения фазных обмоток трехфазного источника переменного то ка, соединенных звездой с выведенной нейтралью,,две положительных и две отрицательных выходных клеммы для подключения двух заряжаемых АБ, три зарядно-разрядных и два разряднь(х конденсатора и выпрямительный блок. образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом диоды в первой и второй ветвях включены последовательно-согласно и анодные выводы этих ветвей объединены, а катодные подключены к первой и второй положительным выходным клеммам первая и вторая входные клеммы через первый и второй зарядно-разрядные конденсаторы соединены с второй и первой отрицательными выходными клеммами соответственно, причем анодные выводы вентилей третьей ветви подключены к первой и второй отрицательным выходным клеммам, а разрядные конденсаторы включены между четвертой входной . клеммой и первой и второй положительными выходными клеммами 3. Недостаток устройства состоит в сравнительно низком зарядном напряжении, не превышающем 4,6ии)ф. что уменьшает скорость передачи электрической энергии из ТИПТ в АБ, и его сравнительная сложность. Все это ухуд-шает удельные характеристики устрой- ства. Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей путем упрощения схемы и повышения зарядного напряжения, что увеличивает и скорость передачи энергии из трехфазного источника переменного тока в аккумуляторную батарею, а последнее уменьшает время заряда АБ. . Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряда АБ асимметричным током, содержащем четыре входные клеммы для подключения фазных обмоток трехфазного источника переменного тока, соединенных звездой .с выведенной нейтралью, две положительные и две отрицательные выходные клеммы для подключения двух заряжаемых АБ, три зарядно-разрядных и два разрядных конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом диоды в первой и второй ветвях включены последовательно-согласно, анодные выводы этих ветвей объединены, а катодные подключены к первой и второй положительным выходным клеммам, первая и вторая входные клеммы через первый и второй зарядно-разрядные конденсаторы соединены с второй и первой отрицательными выходными клеммами соответственно, причем анодные выводы вентилей третьей ветви подключены к 310 первой и второй отрицательным выходным клеммам, а разрядные конденсаторы включены между четвертой входной клем мой и первой и второй положительными выходными клеммами соответственно, точки соединения анодов первой и второй ветвей и катодов третьей объединены и через третий зарядно-разрядный конденсатор подключены к третьей.вход ной клемме, а точки соединения диодов первой и второй ветвей - к первой и второй входным клеммам соответственно На чертежеi изображена электрическая схема устройства для заряда аккумуляторной батареи асимметричным Устройство содержит четыре входные клеммы 1-i для подключения фазных обмоток 1-1II трехфазного переменного тока (ТИПТ), соединенных звездой с выведенной нейтралью, две положительные 5 и 6 и две отрицательные 7 и 8 выходные клеммы для подключения двух заряжаемых АБ 9 и 10, три зарядноразрядных 11-13 и два разрядных 14 и 15 конденсатора (при этом емкость конденсаторов 11 и 12 меньше, по крайней мере на порядок, емкости конденсатора 13, а емкость конденсаторов U и 15 определяется величиной переменной со.ставляющей асимметричного тока) и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два .диода 16-21 в каждой,. Диоды первой Об и 17) и второй (18 и 19 ветвей включены последовательно-согласно и анодные выводы этих ветвей объединены, а катодные подключены к первой 5 и второй 6 положитель ным выходным клеммам соответственно. Первая- 1 и вторая 2 входные.клеммы через первый 11 и второй 12 зарядноразрядные конденсаторы соединены с второй 8 и первой 7 отрицательными входными клеммами соответственно. Анодные выводы вентилей 20 и 21 третьей ветви подключены к первой 7 и второй 8 отрицательным выходным клеммам, точки соединения катодов вентилей 20 и 21 третьей ветви и анодов первой и второй ветвей (диодов 17 и 19) соединены вместе и через третий зарядно-разрядный конденсатор 13 подключены к третьей входной клемме 3. Точки соединения диодов первой 16 и 17 и второй 18 и 19 ветвей .соединены с первой 1 и второй 2 входными клеммами соответственно. Разрядные конден 84 саторы 14 и 15 включены между четвертой входной клеммой и первой 5 и второй 6 положительными выходными клем- мами соответственно. Устройство работает следующим образом. Когда линейное напряжение Uo положительно (потенциал клеммы 3 выше потенциала клеммы 1), по цепи: обмотки 1 и II1 - клемма 3 - конденсатор 13 - диод 17 - клемма 1 - обмотки 1 и III до амплитуды Uj линейного напряжения заряжается третий зарядно-разрядный конденсатор 13 (постоянная времени заряда зарядно-разрядных конденсаторов много меньше длительности половины периода изменения линейного напряжения источника и при возрастании линейного напряжения напряжение на любом зарядно-разрядном конденсаторе практически следует за линейным напряжением ТИПТ). Когда линейное напряжениеи -1 отрицательно (потенциал клеммы 1 выше потенциала клеммы З), источник линейного напря«ения U, соединяется последовательно-согласно с зарядно-разрядным конденсатором 13 и по цепи: фазные обмотки III и 1, клемма 1 - конденсатор 11 - диод 20 - конденсатор 13 клемма 3 - обмотки 111 и 1 до удвоенной амплитуды линейного напряжения ТИПТ заряжается зарядно-разрядный конденсатор 11 полярностью, показанной на чертеже (знак + на верхней обкладке), Когда линейное напряжение U отрицательно (потенциал клеммы 3 выше потенциала клеммы 2), по цепи: фазные обмотки 11 и 111, клемма 3 - конденсатор 13 диод 19 клемма 2 - обмотки 11 и 111 до амплитуды линейного напряжения ТИПТ заряжается полярностью, показанной на чертеже, зарядноразрядный конденсатор 13. Когда линейное напряжение и„ положительно (потенциал клеммы 2 выше потенциала клеммы 3), линейное напряжение источника соединяется последовательно-согласно с напряжением на зарядноразрядном конденсаторе 13 и по цепи: фазные обмотки 111 и 11 - клемма 2 конденсатор 12 - диод 21 - конденсатор 13 - клемма 3 обмотки 111 и 11 до удвоенной амплитуды линейного напряжения источника полярностью, показанной на чертеже; заряжается зарядио-разрядный конденсатор 12. Когда линейное напряжение U ° ложительно (потенциал клеммы 1 выше потенциала клеммы 2) , линейное напря жение U.j источника соединяется после довательно-согласно с напряжением на зарядно-разрядном конденсаторе 12, величиной 2UvnA, и к АБ 9 по цепи: фаз ные обмотки 11 и 1 - клемма 1 и диод 16 - клемма 5 АБ 9 клемма 7 конденсатор 12 - клемма 2 - обмотки 1-1 и 1 прикладывается напряжение, в максимуме достигающее SU-jy,. До таког напряжения может через много периодо изменения линейного напряжения U зарядиться АБ 9. Когда линейное напряжение U отрицательно потенциал клеммы 2 выше потенциала клеммы 1), линейное напря жение источника соединяется после довательно-согласно с напряжением на зарядно-разрядном конденсаторе 11, величиной 2UvnA , и к АБ 10 по цепи: фазные обмотки 1 и 11 - клемма 2 диод 18 - клемма 6 - АБ 10 - клемма 8 - конденсатор 11 - клемма 1 обмотки 1 и 11 прикладывается напряж ние, в максимуме достигающее 5,,, где амплитуда фазного напряжения источника. До такого напряжения может через много периодов изменения линейного напряжения i/ зарядиться АБ 10. Установленные в вентильных цепях диоды препятствуют разряду зарядно-разрядных конденсаторов 11-13 и АБ 9 и 10 во время, когда напряжение зарядных цепей становится меньше напряжения на перечисленных выше накопителях элект рической энергии. Когда фазное напряжение U rio ложительно, через разрядный конденса 386 тор 1( емкость которого много меньше емкости зарядно-разрядного конденсатора 12) и ЛБ 9 по цепи: фазная обмотка 11 - клемма 2 - конденсатор 12клемма 7 АБ 9 - клемма 5 конденсатор Ik - клемма 4 - обмотка 11 проходит деполяризующий аккумуляторную батарею 9 импульс подразрядного .тока. Когда фазное напряжение U,. положительно, через разрядный конденсатор 15 (емкость которого также много меньше емкости зарядно-разрядного конденсатора 11) и АБ 10 по цепи: фазная обмотка. - клемма 1 - конденсатор 11 клемма 8 - АБ 10 - клемма 6 - конденсатор 15 клемма k -, обмотка 1 проходит деполяризующий АБ 10 импульс тока. Так как максимальное напряжение, прикладываемое для заряда АБ 9 и 10 устройства (1 5,), в 1,17 раза больше, чем в прототипе 5 ( о скорость передачи энергии из ТИПТ в АБ 9 и 10, пропорциональная квадрату напряжения, прикладываемого к АБ, в этом устройстве в 1,36 раза больше, чем в прототипе. Таким образом, объединение в устройстве для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током точек соединения анодов первой и второй ветвей и катодов третьей ветви и подключение их через третий зарядноразрядный конденсатор к третьей входной клемме, а точки соединения диодов первой и второй ветвей - к первой и второй входным клеммам соответственно приводит к улучшению удельных энергетических показателей устройства путем упрощения схемы устройства и повышения зарядного напряжения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ, содержащее четыре входные клеммы для подключения фазных обмоток трехфазного источника переменного тока, соединенных звездой с выведенной нейтралью, две положительные и две отрицательные выходные клеммы для подключения двух заряжаемых аккумуляторных батарей, три зарядно-разрядных и два разрядных конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом диоды в первой и второй ветвях включены последовательно-согласно, анодные выводы этих ветвей обт единены, а катодные подключены к первой и второй положительным выходным клеммам первая и вторая входные клеммы через первый и второй зарядно-разрядные конденсаторы соединены с второй и первой отрицательными выходными клеммами соответственно, причем анодные выводы вентилей третьей ветви подключены к первой и второй отрицательным выходным клеммам, а разрядные конденсаторы включены между четвертой входной клеммой и первой и второй положительными выходi ными клеммами соответственно, отличающееся тем, что, с це(Л лью улучшения удельных .энергетических показателей путем упрощения схемы и повышения зар ядного напряжения, точки соединения анодов первой и второй ветвей и катодов третьей объединены и через гретцй зарядно-разрядный конденсатор подключены к третьей входной клемме, а точки соединения диодов 1C первой и второй ветвей - к первой и О5 второй входным клеммам соответственно. to 00 оо