Система заряда аккумуляторной батареи ассиметричным током Советский патент 1985 года по МПК H02J7/10 

. 1201 Изобретение относится к электрохимическим источникам постоянного тока - аккумуляторным батареям, а именно к импульсным зарядным системам, используемым для формировки и 5 заряда аккумуляторных батарей асимметричным током как в стационарных условиях, так и на подвижных объектах. Цель изобретения - уменьшение установленной мощности и массы трехфазного источника переменного тока путем увеличения его коэффициента мощности и КПД системы заряда аккумуляторрой батареи. На чертеже приведена принципиальная схема системы заряда акку1 1уляторной батареи асимметричным током. Система содержит зарядный трех- jo 4)азный источник переменного тока, обмотки которого могут быть соединены по электрической схеме треугольника или звезды, при этом линейные выводы обмоток трехфазного источника 25 переменного тока подключены к трем входным клеммам 1,2, и 3, положительньш 4 и отрицательный 5 выходные выводы для соединения с заряжаемой аккумуляторной батареей 6, два зарядных диода 7 и 8, анод первого из которых связан с первой входной клеммой 1, блокирующий вентиль 9, линейный дроссель с отводом от части витков его обмотки, делящим обмотку на две неравные части 10.1 и 10.2, дозирующий конденсатор 11 и зарядный конденсатор 12, включенный между третьей входной клеммой 3 и положительным выходным выводом 4. Вторая входная клемма 2 объединена с отрицат льным выходным выводом 5. Конец одной части 10.1 обмотки линейного дросселя с числом витков W связан через второй зарядный диод 8 с концом другой части 10.2 обмотки линей- ного дросселя с числом витков w, причем Wj W,, а катод зарядного диода 8 подключен к концу другой части 10.2 обмотки линейного дросселя и к катоду блокирующего вентиля 9. Анод блокирующего вентиля 9 связан с отрицательным выходным вьшодом 5. Дозирующий конденсатор 11 включен между третьей входной клеммой 3 и анодом второго зарядного диода 8. 55 Начало одной части 10.1 обмотки линейного дросселя соединено с катодом первого зарядного диода 7, а 958 нач жит зар мет ная доз кру нап и ч рую дом при ное чер от пос нап циа мы го дио го ма до жен тор 2 ало другой ее части 10.2 - с полоельным выходным выводом. При рассмотрении работы системы яда аккумуляторной батареи асимричным током считаем, что собственкруговая частота контура заряда ирующего конденсатора 11 равна говой частоте Ш изменения линейньк ряжений U,j , и.зИ U,, источника, то начальное напряжение на дозищем конденсаторе перед его заряравно нулю, а за начало отсчета мем момент времени, когда линейнапряжение U)i, убьшая, проходит ез нуль. В диапазоне изменении угла cot О до 180 эл.град. и далее каждый ледующий период, когда линейное ряжение Uj) отрицательно (потенл клеммы 1 выше потенциала клем3), происходит заряд дозирующеконденсатора по цепи: клемма 1 д 7 - часть 10.1 обмотки линейнодросселя - конденсатор 11 - клем3 - обмотки источника-клемма 1 напряжения, определяемого выраиемЦтлЫ(со -АНе -д;п(ц1.1 (1) 4o,0625().25/Cl) U m. - амплитуда линейного напряжения источника; круговая частота изменения линейного напряжения источника;Q-llio/c,/r- добротность зарядного контура; индуктивность части 10.1 обмотки линейного дросселя; емкость дозирующего конденсатора 11; активное сопротивление описанного контура заряда дозирующего конденса1, тора 11; X arct 2-j4Q -( - начальная фаза (начальный угол). Напряжение на дозирующем конденсае 11 достигает максимума при добротности зарядного контура Q 10, равного U;,,,, к -1,45 U , примерно в конце отрицательного полупериода изменения линейного напряжения U, . При заряде дозирующего конденсатора 11 к части 10.1 обмотки линейного дросселя прикладывается напряжение JU,, 0,0-0.25/0) г. / , (-и1/- То . , , . f te -eii wt+ot,)+Го / 1 - 5in((J-tl-All d2coe(u) , . I достигающее максимума при добротнос ти зарядного контура Q 10, равного „, 1,45 также в конце отрицательного полупериода изменения линейного напряжения U, , За счет трансформаторной связи части 10.1 обмотки линейного дросселя с ее частью 10.2 с коэффициентом трансформации К w /W, 2 , где w число витков в части 10. w число витков в части 10.1 обмотки линейного дросселя, в части 10.2 ин дуктируется напряжение и,о,1 KT и,о , (3) достигающее максимума (при добротности контура заряда дозирующего конденсатора Q 10 составляющего lo.irn 2,9 и, примерно в конде отрицательного полупериода изменения линейного напряжения U,| . Это напряжение через блокирующий вентиль 9 прикладывается к аккумуляторной батарее 6 по цепи: часть 10.2 обмотки дросселя - вывод 4 - аккумуляторная батарея 6 - вывод 5 - вентиль 9 часть 10.2 обмотки дросселя. По это же цепи энергия, накопленная в лине ном дросселе при наличии в нем тока полезно используется для заряда акк муляторной батареи 6. В результате заряда аккумуляторной батареи 6 че рез много периодов изменения линейного напряжения источника аккумуляторная батарея может зарядиться до максимального напряжения U6,n К,и ,о„г2,9 и, (4) при добротности контура заряда дози рующего конденсато1 а 11 Q 10. Кроме описанного трансформаторно пути передачи энергии трехфазного 584 источника переменного тока в аккумуляторную батарею в системе ее заряда, существуют еще два кондукционных электрических пути передачи энергии источника в аккумуляторную батарею. По первому кондукционному пути заряд аккумуляторной батареи 6 происходит при положительных полупериодах линейного напряжения U,2 источника (когда потенциал клеммы 1 выше потенциала клеммы 2) по цепи: клемма 1 диод 7 - часть 10.1 обмотки дросселя - диод 8 - часть 10,2 обмотки дросселя - вывод 4 - аккумуляторная батарея 6 - вывод 5 - клемма 2 - обмотки источника - клемма 1 источника. Этот путь возможен при напряжении аккумуляторной батареи 6 U-- и„, . По втоОрому кондукционному пути заряд аккумуляторной батареи 6 происходит в отрицательных полупериодах изменения линейного напряжения источника (когда потенциал клеммы 3 выше потенциала клеммы 2) от соединенных последовательно - согласно источника и дозирующего конденсатора по цепи: клемма 3 - конденсатор 11 диод 8 - часть 10.2 обмотки дросселя - вывод 4 - аккумуляторная батарея 6 - вывод 5 - клемма 2 - обмотт ки источника - клемма 3 источника. Этот путь возможен при напряжении аккумуляторной батареи U & 2,45 U,, При положительных полупериодах изменения линейного напряжения про-, исходит разряд-перезаряд зарядноразрядного конденсатора 12 по цепи:. клемма 2 - вывод 5 - аккумуляторная батарея 6 - вывод 4 - конденсатор 12 клемма 3 - обмотки источника.- клемма 2 источника и через аккумулятЪр- ную батарею 6 проходит деполяризуюший импульс тока, величина которого определяется емкостью разрядного конденсатора 12 С, м Описанные процессы происходят циклически с частотой изменения линейных напряжений источника - до момента заряда аккумуляторной батареи 6 до.заданного максимального напряжения U. Далее следует разряд аккумуляторной батареи на сопротивление нагрузки и новый, аналогичный описанному заряд аккумуляторной батареи, а затем процессы ее заряда-разряда повторяются циклически. В предлагаемой системе заряда (индекс ПС) аккумуляторной батареи.

S1201958 6

когда существуют все три пути пере- фазного источника переменного тока, дачи энергии, полезно используются что обеспечивает высокие коэффициен все три линейных напряжения трех- ты мощности и КПД системы.

СИСТЕМА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ, содержащая зарядный источник переменного тока, подключенный к двум входным клеммам, одна из которых объединена с отрицательным выходным выводом для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, два зарядных диода, анод первого из которых связан с второй входной клеммой, блокирующий вентиль, соединенный анодом с одной из входных клемм, линейный дроссель с отводом от части витков его обмотки и дозирующий конденсатор, соединенный одной своей 10. обкладкой с отводом от части витков обмотки линейного дросселя, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности и массы трехфазного источника переменцого тока«путем увеличения его коэффициента мощности и КПД системы, она дополнительно снабжена третьей входной клеммой, подключенной к свободному линейному выводу трехфазного источника переменного тока и другой обкладке дозирующего конденсатора, и разрядным конденсатором, включенным между третьей входной клеммой и положительным выходным выводом, при зтом конец одной части обмотки линейного дросселя с меньшим числом (Л витков, связанный с одной обкладкой конденсатора, соединен через второй зарядный диод с катодом блокирующего вентиля и с концом другой части обмотки линейного дросселя с большим числом витков, начало одной части обмотки линейного дросселя с меньшим числом витков соединено с катодом первого зарядного диода, а начало другой ее части - с положительным выходным выводом.