Устройство для заряда и разряда батареи химических источников тока Советский патент 1984 года по МПК H02J7/10 

через четвертый ключ соединен с объединенными коллекторами регулирующих траиэисторов, а через пятый ключ связан с третьим ключом, при этом вьгаодаг первичных обмоток согласующего трансформатора схемы синхронизации -соединены с соответствующими выводами первичных обмоток силового тр.ансформатора а выходы узла формирователей импульсов схемы сиюсронизации связаны со схемой согласования сигналовt на выход которой подключены первичные цепи вторых элементов гальванической развязки, вторичные цепи которых подключены к соответствующим узлам сравнения, на выход схемы согласования сигналов также подключены первичные цепи третьих элементов гальванической развязки, вторичные цепи которых являются упомянутыми ключевьми элементами катодной группы мостовой схемы выпрямления, схема согласования сигналов связана с узлом режимов, который также соединен со схемой синхронизации.

2,Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что, с целью осуществления полного разряда батареи ХИТ, в него дополнительно введен компаратор, подключенный через введенные шестой и седьмой ключи к положительному и отрицательному выходным выводам, причем компаратор и введенные кЛючи связаны соответственно со схемой согласования сигналов

и узлом режимов.

3,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью сглаживания пульсаций зарядно-разрядных токов, в него дополнительно введены дроссель и восьмой ключ, свя.занные меязду собой и включенные в зарядно-разрядную цепь параллельно третьему ключу.

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА БАТАРЕИ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА (ХИТ), содержащее выходные вьшоды, мостовую схему выпрямления, в плечи анодно группы которой включены регулирующие транзисторы, коллекторы которых объединены, выход катодной группы вентилей схемы вы1фямления связан с резистором, эмиттеры регулирующих транзисторов через элементы обратной связи и развязьюакшрсе диодал соединены с соответствующими выводами вторичных обмоток силового трансформатора, а базы регулирующих транзисторов через усилители и узлы сравнения связаны с выводами вторичных цепей первых элементов гальванической развязки, первичные цепи которых подключены в выходную цепь задатчика тока, источники питания, соединенные с соответствуюа1ими усилителями и узлами сравнения, которые также связаны с эмиттерными цепями peгVпиpyющиx транзисторов, а общие щины источниi.KOB питания соединены с соответствующими точками объединения анодов развязывающих диодов и элементов (Л обратной связи, узел режимов, от-, С личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и осуществле ния рекуперации энергии разряда батареи ХИТ в сеть, в качестве вентилей катодной группы мостовой схемы выпрямления использованы ключевые злементы и в устройство дополнительно введены схема синхронизации состоящая из согласующего трансформа тора, выводы в-торичных обмоток которого соединены с входсм блока компараторов, а выход блока компардторЪв связан с входом узла формтфователей импульсов,, схема согласования сигналов, вторые.и третьи элементы гальванической развязки, ключи, причем положительный выходной вывод через первый ключсоединен.с объединенными коллекторами регулирующих транзисторов, а через второй и третий ключи связан с резисто.ром, отрицательный выходной вывод

Изобретение относится к электротехнической промьшшенности и может быть использовано для проведения фор мовки и испытаний химических источников тока на емкость. Известны устройства для заряда и разряда химических источников тока (хит), в которых регулирование и стабилизация зарядно-разрядных токов осуществляется с помощью резисторов tl автотрансформаторов 2), электродинамических стабилизаторов Сз1, тиристорных преобразователей С Недостатком указанных устройств является высокий коэффициент пульса ций зарядно-разрядных токов, которы объясняется фазовым регулированием синусоидального напряжения (тока), а также сложность регулирования угл включения тиристоров при регулирова нии и стабилизации зарядно-разрядны токов, несмотря на возможность осуществления рекуперации энергии разряда ХИТ в сеть. Известнытакже устройства для заряда и разряда ХИТ на основе магнитных усилителей L5 . Однако эти устройства характеризуются достаточно высоким коэффициентом пульсаций зарядно-разрядных токов, который объясняется фазовым регулированием синусоидального напряжения (тока) .сети,, хотя он ниже коэффициента пульсаций устройств на основе тиристорных преобразователей, так как быстродействие магнитного усилителя в значительной степени ниже быстродействия тиристоров; недостаточным использованием мощности, т.е невысоким cos Ч , так как велика реактивная составлянщая мощности; невозможностью рекуперировать энергию разряда ХИТ в сеть. Недостатком устройства является также использование резисторов для рассеивания энергии ХИТ в режиме разряда при осуществлении разряда управляемым стабилизированным током, большой вес и использование дефицитных материалов (высококачаственной стали и ме-. ди). Известны также устройства для заряда ХИТ, в которых в качестве регулирукщего элемента (регулирукяцего органа) используется транзистор.

3

.Обычно эти компенсационнь1е стабилизаторы напряжения (сети) последовательного и параллельного типов 17, 8 и . Они имеют низкий коэффициент пульсаций., так как регулирующий транзистор работает в члинейном режиме.

Недостатками данных устройств являются низкий КПД и ограниченное значение максимального стабилизированного тока заряда, низкая нагрузоч ная способность., .которая определяется ограниченной и недостаточно большой допустимой рессеиваемой мощностью и напряжением коллекторного питания транз«стора; отсутствие возможности вести разряд ХИТ; непрерывный режим работы регулирующего транзистора, который сказьюается на его температзфном режиме (тепловом).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее мостовую схему выпрямпения напряжения сети (в данном случае однофазную, а может быть и многофазной), в плечи анодной группы которой включены регулирующие транзисторы, причем коллекторы транзисторов объединены и подключены к одному из выводов батареи ХИТ, другой вывод которой через регулируемый резистор соединен с катодами вентилей катодной группы схемы напряьшения в эмиттерные цепи транзисторов включены резисторы обратной связи н развязывающие диоды; базы транзисторов через усилители подключены .к узлам сравнения, к которым также подключены вторичные цепи развязьгаающих элементов, первичные цепи которых соединены с задатчиком тока; источники питания С10.

Недостатком известного устройства является невозможность вести разряд батареи ХИТ с р екуперацией ее энергии разряда в сеть.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, обеспечение рекуперации энергии разряда батареи ХИТ в сеть, осуществление полного разряда; батареи ХИТ стабилизированным током, сглаживание пульсаций.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда и разряда батареи химических источников тока (ХИТ), содержащее мостовую схему выпрямпения (однофазную или многофазную), в плечи анодной грзшпы

27043 4

.соторой включены регулирующие тран зисторц, коллекторы которых объединены, .выход катодной группы вентилей схемы вьшрямления свйзан с резис5 тором, эмиттеры регулирующих транзисторов через элементы обратной связи (например, резисторы) и развязывающие диоды соединены с соотвбт ствующими выводами вторичных обмоток )0 силового трансформатора (однофазного или многофазного), а базы регулирующих транзисторов через усилители и узлы сравнения связаны с выводами, вторичных цепей первых элементов гальванической развязки (например, приемниками оптронов, вторичныьш обмотками трансформаторов), первичные цепи которых (например, излучатели оптронов, первичные обмотки 20 трансформаторов) подключены в вьгходную цепь задатчика тока, источники питания, соединенные с соответствующими усилителями и узлами сравнения, которые также связаны с эмит5 терными цепями регулирующих транзисторов, а общие шины источников питания соединены с соответствующими точ ками объеди.нения анодов развязывающих диодов и элементов обратной Q связи узел режимов, в качестве вентилей (диодов) катодной группы мостог вой схемы выпрямления-использованы ключевые элементы (например, тиристоры, транзисторы, оптронные транзисторы) и в у.стройство дополнйтель-.

5 но введены схема синхронизации состоящая из согласующего трансформатора (однофазного или многофазного), выводы вторичШ)1х обмоток которого соединены с входом блока компараторов (нуль-органов), а выход блока компараторов связан с входом узла формирователей импульсов, схема согласования сигналов, вторые и третьи элементы гальванической развязки (например, оптроны, трансформаторы), ключи- причем положительный вывод ХИТ через первый ключ соединен с объединенными коллекторами регулирующих транзисторов,, а через второй

0 и третий ключи связан с резистором, отрицательный выходной вывод через четверть ключ соединен с объединенными коллекторами регулирующих транзисторов а через пятый ключ свя-

S зан с третьим ключом, .при этом выводы первичных обмоток согласующего трансформатора схемы синхронизации соединеньГ с соответствующими выводами первичных обмоток силового трансформатора, а выходы узла формирователей импульсов схемы синхронизации связаны со схемой согласования сигналов, на выход которой подключены первичные цепи вторых элементов гальванической развязки (например, излучатели оптронов, первич ныв обмотки трансформаторов), вторичные цепи которых подключены к соответствующим узлам сравнения, на выход схемы согласования сигналов также подключены первичные цепи третьих элементов гальванической | азвязки (излучатели оптронов, пер,вичшле обмотки трансформаторов), вторичные цепи которых являются упомянутыми ключевыми элементами катодной Группы мостовой схемы выпрямления, схема согласования сигналов связана с узлом режимов, который также соединен со схемой синхронизации, Кроме того, в устройствр дополнительно введен компаратор, подключенный через введенные шестой и седьмой ключи к положительному и отрицательному выводам батарей ХИТ, причем компаратор и введенные ключи связаны соответственно со схемой согласования с игналов и узлом режимов. В устройство введены также дроссель и восьмой ключ. Связанные между собой и включенные в зарядноразрядную цепь параллельно третьему ключу На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит задатчик тока 1J элементы гальванической развязки (например, оптроны, трансформаторы), узлы сравнения 3 Зд , усилители 4,. регулирующие транзисторы , узел режимов 6, ключи 7(, 7 и 8, схему синхрониза ции 9, состоящую из согласующего трансформатора 10 блока компараторов (нуль-органов) 11, узла, формиро вателей сигналов 12, схему сргласо вания сигналов 13, элементы галь)ван ческой развязки (например, оптроны, трансформаторы), ключевые элементы с гальванической развязкой по цепям управления (оптр ны тиристорные и транзисторные-, тиристоры и транзисторы с трансформаторной развязкой по цепям управле ния), развязьгаающие диоды , трехфазный силовой трансформатор 17, батарею последовательно соединенных ХИТ 18, резистор ограничительный 19, элемента цепей обратной связи (например, резисторы, шунты) , источники питания 21:,-21J, ключи 22 и 22, компаратор (узел сравнения) 23,. ключи 24;,, 24 и 25, дроссель 26. Работа устройства осуществляется в двухрежимах: заряда и разряда батареи ХИТ. В режиме заряда батареи ХИТ работа устройства осуществляется следую;щим образом. В исходном состоянии сигнал управления на выходе задатчика тока Сопорное напряжение) 1 отсутствует. Следовательно, отсутствует сигнал в первичных цепях элементов гальванической развязки (например, в излучателях оптронов, в первичных обмотках трансформаторов) . Поэтому, отсутствует сигнал во вторичных це- пях элементов гальванической развязки (например, в приемниках оптронов, вторичных обмотках трансформаторов) 2 -2j. Отсутствуют сигналы на выходах узлов сравнения , а следовательно усилители 4,-4j не вьщают, отпиракнцих сигналов на базы регулирующих транзисторов , поэтому транзисторы 5,-5з закрыты. Узел режимов 6 замыкает ключи 7 f Тд и 8 и запрещает работу схеме синхронизации 9, состоящей из согласующего трансформатора 10, блока компараторов (нуль-органов) 11 и узла формирователей импульсов 12.. Узел режШ4ов 6 разрешает постоянную работу в схеме согласования сигналов 13 первичным цепям элементов гапь ванической ра(звязки (например, излучателям оптронов j первичным обмоткам трансформаторов) , вторичные цепи которых (например, приемники рптройов вторичные обмотки трансформаторов) разрешают работу узлам ср авиения ., узел режимов 6 также разрешает работу первичным цепям элёмел1тов гальванической раз вязки (например, излучателям оптроИов, вторичным обмоткам трансформаторов) ключевых .-элементов 15t,-15j, При регулировании тока заряда, например, в сторону увеличения появляется сигнал иа выходе задатчика тока 1 который проходит через пер7

вичные цепи элементов гальванической развязки 2i -2,. Соответственно появляются сигналы во вторичных цепях элементов гальванической развязки (например, в приемниках оптрднов или во вторичных обмотках трансформаторов) ., которые поступают на входы узлов сравнения ., С выхо:дов узлов сравнения сигналы через усилители поступают на базы(транзисторов 5,-5 , которые получают отпирающие сигналы.

Выпрямление переменного тока (напряжения) сети, например трехфазного, осзга1ествляется с помощью моетовой схемы выпрямления. вьтолнённой на ключевых элементам с гальванической развязкой по цепям управления (приемники оптронов, например, фототиристоры или фототранзисторы :Ш1И вторичные обмотки трансАооматоров, включенные в цепи управления тиристоров, транзисторов) , представляияцие собой катодную группу ключевьк элементов (вентилей), на транзисторах с развязывающими вентилям (диЬдами) 16 -;16j в их эмиттерных цепях., представлякнцие собой анодную группу ключевых элементов (вентилей) .

Мостовая схема выпрямления осу;ществляёт выпрямление положительных и отрицательных полуволн всех трех А , В , С напряжения сети, пос.тупаияцего от силового трехфазного трансформатора 17 в точки объединения катодов развязывающих диодов анодной группы.вентилей и ключевых элементов , катодной группы вентилей. Поэтому, ток заряда батареи ХИТ 18 замыкается: от фазы jA вторичной обмотки сипового трансформатора 17 по цепи ключевой элемент 15,, резистор 19, ключи 8 и 7 , батарея ХИТ 18, ключ 7 , переход коллектор-эмиттер транзистора Sj (в первую половину работы фазы . А), резистор обратной связи 20, диод 16, фаза В вторичной обмотки трансформатора 17 или после ключа 7 - переход коллектор-эмиттер транзистора 5з (во вторую половину работы фазы,. vA), резистор обратной связи 20j, диод 16j, фаза С вторичной обмотки трансформатора 17 отфазы & вторичной обмотки силового трансформатора 17 по цепи ключевой элемент 15j;, резистор 19 ключи В и 72

0438

батарея ХИТ 18, ключ 7 , переход коллектор-эмИттер транзистора 5, (в первую половину работы фазы В), резистор обратной связи 20,, диод 163, фаза С вторичной обмотки трансформатора 17 или после ключа 7j| переход коллектор-эмиттер транзистора 5 (во вторую половину работы фазы В), резистор обратной связи

20, диод 16, фаза А вторичной обмотки трансформатора 17, от фазы С вторичной обмотки силоваго трансформатора 17 поцепи ключевой эле-г мент 15а, резистор 19, ключи 8 и 7 ,

батарея ХИТ 18, ключ 7:,, переход коллектор- эмиттер транзистора 5i (в первую половину работы фазы С), резистор обратной связи 20, диод 16, фаза А вторичной обмотки трансформатора 17 или после ключа 7, переход коллектор-эмиттер транзистора Sj (во вторую половину работы фазы с), резистор обратной связи 202 , диод 62,, фаза 8 вторичной обмотки трансформатора 17.

: Следовательно, ключевые.элементы катодной группы и транзисторы анодной .группы работают одинаковое время каждый по 1/3 периода или по 120, если период, фазы напряжения считат равным 360. Вторичные цепи элементов гальванической развязки (приемники оптронов, например, фототиристоры, фототранзисторы) или вторич-рые обмотки трансформаторов, включенные в цепи управления тиристоров, транзисторов, составлякздие катодную группу ключевых элементов вьшрямительногь моста ISjISj открываются и закрываются линейными напряжениями (напряжениями между, фазами А-, 8 , С ),-так как в их первичных: цепях постоянно действуют сигнешы управления.

.-..

Токи через транзисторы : создают падения напряжения на резис-, торах обратной связи ,-20-3 и уравновешивают сигналы, заданные задат- чиком тока 1. Чтобы увеличить ток

заряда батареи ХИТ 18, необходимо . увеличить токи, протеканлцие через регулирующие транзисторы 5/,-5j, а. следовательно, необходимо увеличить их базовые токи с помощью задатчика

тока 1,

Резисторы обратной связи в цепях эмиттеров транзисторов $.:|5$ являются отрицательными связями по току и стабилизируют токи, протекающие через транзисторы . Одновременно резисторы обратной связи 20,;,-20 совместно с узлами сравне и усилителями 4,-4 замкну ются отрицательными связями в тых системах регулирования на з,исторах 5 -5j. Стабилизация установленных величин токов заряда с помощью задатчика тока 1 осуществляется оледующим образог4. При «отклонении тока заряда от установленного в сторону увеличения или уменьшения приколебаниях сети, нестабильности в нагрузке автрматически осуществляется восстановление тока заряда до установленного значения, .Например, под воздействием перечисленных дестабилизирующих фак торов ток заряда через батарею ХИТ .18 увеличился, следовательно, увеличипись и токи через регулирующие транзисторы 5j,-5. Соответственно увеличивается падение н;априжения на резисторах обратной связи , которые поступают на входы соо ветствующих узлов сравнения 3,,-3,. .Узлы сравнения 3(,-3з через усилители A-j-A вьщают на базы транзисторов 5:,-5э сигналы, в результате которых токи через транзисторы 5.,-5j умейьщаются, а напряжение коллектор-эмит тер их возрастает. Ток заряда батар ШТ 18 возвращается в исходное состояние, соответственно уменьшаются падения напряжения на резисторах обратной связи 20j,-20j. до значений, соответствующих установленному то-. ку заряда. Аналогично отрабатьгоает замкнутая система регулирования тока заряда при дестабилизирукицих факторах, которые ведут к его уменьшению в сравнении с. установленным задатчиком тока 1. Стабилизация установленного тока заряда по мере заряда батареи ХИТ 18 (росту напряжения на ее вьтодах) осуществляется следующим : образом. Так как регулирую1цие транзисторы включены последовательно в цепи заряда с батареей ХИТ 18 кото р.ая подключена встречно к выпрямляв HOjiy напряжению сети, то по мере увеличения напряжения батареи ХИТ 1 напряжение питания коллекторов транзисторов уменьшается. Это приводит к уменьшению тока через транзистор 5ц-БЗ, хотя выходные характеристики транзисторов (зависимость тока коллектора от напряжения его питания) достаточно линейны, т.е. коллекторный ток в малой степени зависит от;изменения напряжения питания коллектора транзистора в широком диапазон.е. Следовательно, уменьшается ток заряда батареи ХИТ 18 и соответственно уменьшаются падения напряжений на резисторах обратной связи 20.-20, , которые поступают на вход узлов сравнения -1 1 З Узлы сравнения 3, -3 через ус.илители jj-Aj увеличивают базовые . токи транзисторов 5,,-;5j, которые еще больше открьшаются, а токи через них возрастают. Соответственно возрастает ток заряда батареи ХИТ 18 до значения, равного установленному задатчиком тока 1. Восстанавливаются до необходимых значений и падения напряжений на резисторах обратной связи . П6вьш1ению стабилизации токов заряда способствует питание узлов сравнения 3,j -3, и усилителей трех стабилизированных источников питания 2Ц-21 , причем их общие шины подключены к точкам объединения резисторов обратной связи и анодов развязывающих диодов 1.6,-16J. Использованием трех источников питания 21.,-21з для раздельного питания узлов сравнения и усилителей 4,-4з осуществляется полная развязка друг от друга, плеч анодной группы мостовой схемы выпрямления на транзисторах 5ц-5. Регулирукяцие транзисторы 5i,-5, работ,ают только 1/3 периода фаз , В , С напряжения сети или 120 от периода, следовательно,, их работа импульсная, улучшается температзфный режим работы и их мощностные характеристики, расширяется диапазон стабилизированного зарядного тока. Устройство позволяет получить зарядный ток любого ступенчатого графика с помощью узлов , сравнения 3j -3j. Регулирование и стабилизация тока заряда осзпцествляется по амплитуде с ломощью транзисторов , вследствие чего вершины каждой из фаз А, В, С зарядного тока плоские,следовательно, снижаются пульсации зарядного , оКа.Так как регулирующие транзисторы обладают односторонней проводимостью, то можно было бы исключит из их плеч диоды , не наруша вьшрямления переменного напряжения. Но этого делать нельзя, так как не, будет развязки общих шин источник-оЪ питания и переменного напря жения сети. Кроме того, диоды 16),16.J необходимы для защиты от напряжения сети переходов эмиттер-база регулирующих транзисторов и .узлов сравнения ,, которые обыч но низковольтные. Ограничение тока регулирующих транзисторов с помощью регулируемого резистора 19 целесообразно в том случае, когда число ХИТ в батарее 18 мало и их 1внутреннее .сопротивление низкое, в особенности в начале режима заряда, когда противо-ЭДС минимальная. При необходимости сопротивление резистора 19 устанавливается равным нулю, В режиме разряда батареи ХИТ раб та устройства осуществляется следую щим образом. Узел режимов размыкает ключи 7 и 7 и замыкает ключи 22 и 22и, и батарея ХИТ 18 подключается последовательно-согласно к мостовой схеме вьтрямления на тра:нзисторах 5;,-5 и ключевых элементах 15.-15 . Разряд батареи ХИТ 18 можно бьшр бы осущес вить работой мостовой схемы на транзисторах - и ключевых элементах 15.,-15. в режиме вьтрямления, но для этого необходимо использовать разрядные резисторы для гашения напряжения батареи ХИТ 18 на различных диапазонах разрядного тока, при этом энергия разряда батареи ХИТ 18 рас- сеивалась бы на разрядных резисторах, что экономически невыгодно. Поэтому мостовая схема на транзисторах и ключевых элементах переводится в инверторный режим работы, ведомый напряжением сети (трансформатором 17). Сущность этого режима заключаетс в следзпощем. Если батарея ХИТ 18 в режиме заряда была потребителем энергии, т.е. зарядный ток и напряжение батареи ХИТ имели противоположное направление, то в режиме разряда батареи ХИТ 18, ток сохраняет прежнее нaпpaвлeниej а батарея ХИТ с помощью,ключей 22 и 22х перекоммутирована так, что направление ее напряжения совпадает по направлению с направлением тока и она становится источником энергии Чтобы источник переменного напряжения (сеть) стала потребителем энергии, т.е. стала возможной рекуперация энергии разряда батареи ХИТ в сеть, необходимо, чтобы направление напт. ряжения сети в режиме разряда было противоположным направлению напряжения в режиме заряда, т.е. разряд должен вестись в отрицательные полуволны напряжения сети. Таким образом, если в режиме заряда батареи ХИТ 18 катодная группа ключевых элементов работает при положительных значениях вторичных напряжений трансформатора 17, а анодная группа на транзисторах 5.-5, при отрицательных значениях вторичных напряжений трансформатора, то в режиме разряда с рекуперацией энергии батареи в сеть катодная группа ключевых элементов 15:, проводит ток при отрицательных значениях вторичных напряжений трансформатора 17, а анодная группа на транзисторах - при положительных значениях вторичных напряжений трансформатора 17. Чтобы обеспечить данньй режим разряда батареи ХИТ 18, узел режимов 6 разрешает работу схеме синхронизации 9, состоящей из согласукщего трансформатора 10, соединенного своим выходом с входом блока компараторов (нуль-органов) 11, выход которого связан с узлом форми рователей импульсов 12 Выход узла формирователей импульсов связан со схемой согласования сигналов 13, с Которой узел режимов 6 снимает свой ранее действующий сигнал управления в режиме заряда. Чтобы не нарзтиить синхронизацию фаз /., В , С , схемы включения трехфазного силового транс- форматора 17 и согласующего транс-, форматора 10 должны быть одинакрвыми. При равенстве амплитуд фаз Л, 6 , С трехфазного напряжения в положительные и отрицательные полуволны следуюих друг за другом через. 1/6.часть периода (через 60 периода) В , ,А j у А ; С , В ; А , В , А , С ; /6,0 (а потом идет цовторение), блок омпараторов (нуль-органов) 11 выдает сигналы в узел формирователей импульов 12, При этом в течение 1/6 части ериода указанные.линейные напряжения , Л ; .С , ; С , В ; / , Б / А ,с; б, С нарастают от нуля до максимума и должны действовать навстречу напря жению батареи ХИТ 18, соэдающ,ей ток разряда, чтобы осуществить рекуперацию ее энергии в сеть Поэтому узел формирователей импульсов 12 формируе импульса через схему согласования сигналов 13 для управления мостовой схемой на транзисторах 5 S, и ключев; 1Х элементах . Причем длительность импульсов, которые разрешают работу первичным цепям элементо в гальванической развязке , н не более 3,3 мс ( для сети .часто той 50 Гц, т.е. вторичные цепи элементов гальванической развязки 142-14% ра «шают узлам сравнения прохождение сигналов задатчика тока 1-на базы транзисторов не более 3,3 мс. Длительность формируемых импульсов узлом 12, которые разрешают работу цепям управления ключевыхэлементов , должна быть достаточной для их включения (например, для включения тиристоров длительность импульсов составляет единицы микросекунд), Рассмотрим работу устройства в режиме разряда с рекуперацией энергии в сеть на примере работы одной пары фаз трехфазного деременного напряжения. . Например, сравнялись амплитуды фаз В, А , блок кс шаратОров 11 выдает сигнал в узел формирователей сигналов 12, в котором формируются импульсы управления первичнь ш цепя. мй элементов гальванической развязки 14 и 15 в схеме согласования сигналов 13. Вторичная цепь элемента гальванической раэвязки 14 разрешае / работу узлу сравнения 32, который разрешает прохоэхдение сигнала задатчика тока 1 в базу транзистора 5, а первичная цепь ключевого элемента с гальванической развязкой 15., включает ключевой элемент 15. Ток разряда батарей ХИТ 18 будет протекать по .цепи положительный вывод батареи ХИТ, замкнуть ключ .22,, переход коллектор-эмиттер тр1Шзистора 3 , резистор обратной связи 20, развязывающий диод 162, фаза ei сило вого трансформатора 17, фаза А силового трансформатора 17, ключевой элемент 15 t резистор 19, замкнутее ключи 8 и 22, отрицательный вывод батареи ХИТ. По мере увеличения линейного напряжения (межфазного) В , А напряяге.нн коллектор-эмиттер транзистора 5 уменьшается и не более,чем через 3,3 мс исчезает, управление его базовым током и транзистор fL. закрывается, соответственно запирается (выключается) ключевой элемент 15. Регулирование и стаб шизация тока разряда осуществляется аналогично описанному выше в режиме заряда батареи ХИТ 18. Аналогична работа устройства при сравнений амплитуд.других фаз С , А :С, В ; /I , В ; Л , С ; 6 , С трехфазного переменного напряжения. Ток разряда представляет собой серию следую1(их друг за другом импульсов с плоскими вершинами и минимальными паузами между ню1и в начале разряда. По мере разряда батареи ХИТ 18 длительность импульсЬв разрядного тока уменьшается, так как транзисторы запираются вйтречным межфазным (линейньм) напряжением раньше. Но так как осуществляется стабилизация .. тока разряда, то амплитуда импульсов разряда будет больше. В конце разряда батареи ХИТ 18, особенно с поэлементным отключением их, транзисторы 5ц-5 могут работать менее эффективно. Поэтому для осуществления более глубокого разряда батареи ХИТ 18 мостовая схема на транзисторах 5j,-5j и ключевых элементах с инверторного режима переводится в выпрямительный режим, т.е. сеть переменного тока из приемника энергии становится источником энергии для принудительного разряда батареи ХИТ 18; Для этой цели служит компаратор 23, подключенный к ее выводам ключами 24.| и 24. Сигнал с компаратора 23 поступает в схему согласования сигналов 13, которая , распределяет импульсы узла 12 таким образом, чтобы включались пары ключей из анодной и катодной групп мостовой схемыj обеспечивающие заряд батареи ХИТ 18. Заряз батареи ХИТ обеспечивается, когда в катодной группе ключевых элементов 15j|-15j выпрямит|ельной схемы включается тот ключ, на котором напряжение вторичной обмотки трансформатора 17 более .Лоложительно, а в анодной группе мост товой схемы включается тот из транзисторов , напряжение вторичной обмотки трансформатора 17 в цепи эмиттера которого более отрицательн Например, при сравнении амплитуд фаз В и Л в блоке компараторов 11 схема согласования сигналов 13 вклю -чает клю1{евой элемент 15 и транзис тор 5j и ток разряда батареи ХИТ 18 из сети потечет по цепи фаза Д тран форматора 17, ключевой .элемент 15. , резистор 19, ключи 8 и 222 отрицлтельный В1ШОД (Затарен ХИТ 18, положительный вывод батареи ХИТ 18, ключ 22, переход коллектор-эмиттер транзистора 5, резистор обратной связи 20, развязывающий диод 16-, фаза С трансформатора 17. Для допол нительного сглаживаний зарядно-разрядного тока, в особенности тока разряда,- в зарядно-разрядную цепь батареи ХИТ 18 ключом 25 вртючает сглаживающий дроссель 26, при этом ключ 8 размыкается. Использование транзисторов в качестве ключевых элементов15 -15, катодной группы мостовой схемы выпрямления менее .эффективно в сравнении с тиристорными ключами, так как усложняется, управление их базовыми токами при различных напряжениях пи тания их коллекторов, чтобы обеспечить хороший ключевой режим (минимальное значение) напряжения коллек тор-эмиттер с исключением режима перенасыщения, который может привес ти к выходу транзисторов из строя. Тиристррные ключи всегда дают приемлемое на них падение напряжения 1,5-2,0 В. . Возможен вариант практического исполнения устройства с цереносом резисторов обратной связи . из эмиттерных цепей транзисторов 5vy- в общур цепь заряда (разряда), но тогда, например, возникшую нестабильность напряжения в одной фазе отрабатывать-будут все три тра зистора, т.е. стабилизация ухудшает ся и возможен неустойчивый режим работы. Если использовать один рези тор обратной связи в рбцей цепи, то усложняется -снятие сигнала с него на, базы транзисторов и тем более его линейная передача с высокой чувствительностью в широком диа пазоне. Использование элементов (элемента) обратной связи 20 в общей цепи привело бы и к тому, что выходом из строя одного транзистора перегружались бы остальные. В предлагаемом устройстве этого нет, -а выгход какого-нибудь транзистора из строя ведет к снижению тока зарядаразряда, что говорит о неисправности устройства. В аварийном режиме (при отсутствии тока в одном из плрч мостовой схемы выпрямления) можно вое- становить зарядно-разрядный ток увеличением.токов других плеч мостовой схемы выпрямления. Таким образом, по сравнению с известными предлагаемое устройство для заряда и разряда батареи ХИТ обеспечивает возможность вести разряд батареи ХИТ стабилизированным током с рекуперацией энергии разряда батареи ХИТ в сеть переменного напряжения; прерьшистьй .(импульсный) режим работы регулирующихтранзисторов повьшае.т мощностные характеристики и улучшает их температурный режим работы. Одновременно регулирующие транзисторы работают по принципу компенсации, а следовательно, регулирование зарядно-разрядного тока осуществляется.по амплитуде j а не по 1фазе, что снижает его пульсации. Работа предлагаемого устройства в режиме разряда в инверторном режиме с рекуперацией энергии раз- , ряда ХИТ в сеть в сравнении с инвертор ными режимамиработы на базе тиристорных преобразователей имеет следующие преимущества: регулировавание тока заряда (разряда) по амплитуде, а не по фазе, следовательно, значительно ниже его пульсации; в инверторном режиме работы (в р:ежи-ме разряда) исключается возможность опрокидывания инвертора и опасность короткого .замыкания батареи ХИТ; исключается необходимость использования блока разрядных резисторов; возможность моделирования графика зарядно-разрядного тока выход одного из регулирующих транзисторов исключает перегрузку других. При этом расширяются функциональные возможности устройства.