Устройство для заряда аккумуляторов Советский патент 1988 года по МПК H02J7/00 

5ieB

(Л

ф рритовыми сердечниками. Вторичные обмотки трансформаторов подключены к взводу выпрямителя 33, выполненного пф схеме с нулевым выводом, причем каждый трансформатор выполнен с двумя вторичными обмотками, образующими две группы последовательно соединен- н обмоток. В первом цикле работы ЗУ пЬ первичным обмоткам 19, 20 транс- ф|)рматоров 15, 16 протекает ток за- р|(зда конденсатора 12 инвертора, а по первичным обмоткам 21, 22 трансформаторов 17, 18 - ток рязряда конденсатора 13 инвертора. На выходе ЗУ ток протекает по вторичным обмоткам 2А, 26, 28, 30 трансформаторов через вентиль выпрямителя 33, аккумуляторную батарею (АБ) 35 и сглаживающий дроссель 34, Во втором - конденсатор 12 разряжается, а конденсатор 13 инвертора заряжается.. Ток на вьтоде ЗУ в данном цикле также заряжает АБ от вторичных обмоток 23, 25, 27, 29 трансформаторов. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнической прокьпапенности и предназначено для питания низковольтных цепей и подзарядки аккумуляторов троллейбусов. Цель изобретения - снижение массогабаритных и улучшение энергетических показателей зарядного устройства (ЗУ). Устройство содержит инвертор 1, выполненный по двух- ячеечной последовательной схеме, а также трансформаторный узел 14 на .базе, трансформаторов 15, 16, 17, 18 с

:. ,1

i Изобретение относится к устройствам для преобразования электрической энергии и предназначено для исполь- ования в качестве источника питания ||изковольтньпс цепей и подзаряда акку 1 1уляторов на тех видах электрЪпод- Нижнего состава, где предъявляются ысокие требования к гальваническому | азделению высоковольтных и низковольтных цепей, например, на троллейбусах.

Цель изобретения - снижение массо габаритных, улучшение энергетических показателей устройства и снижение уровня шума.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит двухячеечный последовательный инвертор 1, выполненный на вильтровык конденсаторах 2 и 3, коммутирующих реакторах 4-75 .тиристорах 8-11 и коммутирующих конденсаторах 12 и 13.

Вход инвертора 1 подключен к источнику постоянного напряжения, например, 550 В (контактная сеть троллейбуса) , а выход - к входу трансформаторного узла 1А, выполненного, в данном случае, на четырех трансформаторах 15-18, первичные обмотки 19-22 которых соединены последовательно, начало обмотки 19 трансформатора 15 и начало обмотки 22 трансформатора 18 подклю чены к коммутирующим конденсаторам 12 и 13 (выход инвертора 1), а концы обмоток 20 и 21 трансформаторов 16 и 17 подключены к средней точке инвертора 1. Каждый из трансформаторов 15-18 содержит две вторичные обмотки, соответственно 23 и 24, 25 -и 26, 27 и 28, 29 и 30, Обмотки 23, 25, 27 и 29 соединены последовательно, образуя первую группу обмоток. Обмотки 24, 26, 28 и 30 также соединены последователь

но и образуют вторую группу, обмоток. Начало обмотки 23 трансформатора 15 и конец обмотки 30 трансформатора 18 подключены к катодам вентилей 31 и 32 выпрямителя 33. Начало обмотки 24 трансформатора 15 и конец обмотки 29 трансформатора 18 соединены между собой и через сглаживающий дроссель 34 подключены к положительному выводу аккумуляторной батареи 35.

Блок 36 системы управления инвертором 1 содержит узел 37 сравнения, элемент НАСЫЩЕНИЕ 38, защитное устройство 39, потенциальный разделитель 40 и блок 41 задающего генератора и формирователя импульсов управления.

Первый вход узла 37 сравнения подключен к зажимам аккумуляторной батареи 35, а второй вход - к источнику эталонного сигнала (не показан) , Выход узла 37 сравнения подключен к входу элемента НАСЬШ ЕНИЕ 38, выход которого соединен с первым входом защитного устройства 39, второй вход которого через потен- циальньш разделитель 40 соединен с входными клеммами инвертора 1 (на стороне высокого напряжения).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии высокое напряжение на входе инвертора 1 от- сутствует, напряжение с зажимов аккумуляторной батареи 35 поступает на первый вход узла 37 сравнения, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный разности между эта- лонным сигналом и напряжением на аккумуляторной батарее. Этот сигнал поступает на вход элемента НАСЬЩЕНИЕ 38, в задачу которого входит ограничение масимальной частоты переклю- чения тиристоров инвертора 1. Вследствие высокой величины коэффициента усиления узла 37 сравнения на выходе элемента 38 появляется максимальный сигнал, который поступает на первый вход защитного устройства 39, схема которого обеспечивает отсутствие сигнала на выходе при,равенстве нулю сигнала на выходе при равенстве нулю сигнала на втором входе. Таким обра- зом, при отсутствии высокого напряжения на входе инвертора 1 и, следовательно, сигнала на выходе потенци- ального разделения 40 сигнал на выходе защитного устройства 39 равен нулю, и управляющие импульсы на выходе блока 41 отсутствуют.

При появлении на входе инвертора 1 высокого напряжения коэффициент передачи защитного устройства 39 за счет наличия в его схеме апериодического эвена о постоянной времени порядка 0,1 с плавно изменяется от нуля до единицы, обеспечивая появление управляющих импульсов на выходе блока 41 и плавное нарастание частоты их следования.

Основной рабочий режим устройства для заряда аккумуляторов осуществляется в два такта.

В первый такт подаются управляющи импульсы на тиристоры 8 и 10 инвертора 1, При этом происходит заряд конденсатора 12 по цепи: положитель- ная входная клемма инвертора 1, реактор 4, тиристор 8j конденсатор 12, первичные обмотки 19 и 20 трансформаторов 15 и 16, средняя точка инвертора 1.

Одновременно происходит разряд конденсатора 13 через обмотки 21 и 2 трансформаторов 17 и 18, реактор 6 и тиристор .10.

Токи заряда конденсатора 12 и разряда конденсатора 13 формируют импульсы напряжения на вторичных обмотках 23-30 трансформаторов 15-18 с положительной полярностью на началах обмоток. Ток заряда аккумуляторной батареи 35 в данном случае протекает по цепи: начало обмотки 24, дроссель 34, акумуляторная батарея 35, вентиль 32, конец обмотки 30, т.е. по обмоткам 24, 26, 28 и 30 трансформаторов 15-18.

Во второй такт импульсы управления поступают на тиристоры 9 и 11 инвертора 1 . При этом происходит раз-г ряд конденсатора 12 через тиристор 9, реактор 5 и первичные обмо.тки 19 и 20 трансформаторов 15 и 16. Одновре.- менно происходит заряд конденсатора 13 через первичные обмотки 21 и 22 трансформаторов 17 и 18, тиристор 11 и реактор 7 от источника напряжения между средней точкой и отрицательной входной клеммой инвертора 1. При этом на вторичных обмотках 23-30 трансформаторов 15-18 формируются импульсы напряжения, полярность которых обеспечивает протекание тока на выходе устройства по цепи: вторичные обмотки 23, 25, 27, 29 трансформато- ров 15-18, дроссель 34, аккумуляторная батарея 35, вентиль 31 вьтрями- теля 33.

Как видно из рассмотрения основного рабочего цикла устройств а, энергетические процессы в схеме трансформаторного узла 14, связанные с пере- магничи ванием сердечников трансформаторов 15-18, .ентичны процессам, протекающим при работе группы последовательно соединенных трансформаторов, с одержащих по одной вторичной обмотке и подключенных к входу вьтря- мителя, выполненного по мостовой схеме.

Таким образом, выполнение трансформаторов с двумя вторичными обмотками позволяет реализовать в устт}ой- стве предпочтительную, по сравнению с мостовой схемой, с точки зрения количества вентилей, схему выпрямителя с нулевым выводом при работе данного выпрямителя от группы последовательно соединенных трансформа- .торов.

Выполнение инвертора устройства по двухячеечной последовательной схеме с нагрузкой, требуемый импеданс

Kotopoft достигается групповым последовательным включением трансфйрмато- pori, обеспечивает уровень переменного потенциала на корпусе устройства не более 20 В относительно корпуса троллейбуса, что не оказывает отрицательного влияния на безопасность эксплуатации.

Повыпение рабочей частоты инвер- тора до 5-6 кГц позволяет снизить ве уст ройства.

Кроме того, .последовательная схе- ма инвертора с естественной коммутацией тиристоров существенно повьппа- ет надежность устройства в условиях наличия частых режимов потери и восстановления высокого напряжения на 1,вх6де инвертора, что также является спещифичным для троллейбуса (раз- рьгаы контактных проводов на пересе- ;чениях, секционные переключения, отпадание штанг и т.д.).

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторов;, содержащее инвертор, выход которого через трансформаторный узел, вьтрямитель, вьтолненный по схеме с нулевым вьтодом, и сглаживающий дросСоставитель И.Найдина Рйдактор 0.Головач Техред Л.Олийнык Корректор М.Демчнк

Заказ 4А36/52

Тираж 650

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

сель подключен к аккумуляторной батарее, отличающееся тем что, с целью снижения веса, габаритов, уровня шума и улучшения энергетических Ьоказателей устройства, инвертор выполнен по двухячеечной последовательной схеме, трансформаторный узел вьтолнен в виде группы 2п (п 1,2,3...) последовательно соединенных трансформаторов на ферри- товых сердечниках, причем каяф;ый трансформатор содержит две вторичные обмотки, образующие две группы последовательно соединенных обмоток, ячейки инвертора соединены последовательно, их общая точка подключена к средней точке цепи, образованной последовательно соединенными первичными обмотками трансформаторов, начало первой и конец второй групп вторичных обмоток трансформаторов подключены соответственно к катодам первого и второго вентилей вьтрямителя, конец первой группы вторичных обмоток трансформаторов соединен с началом второй и через сглаживающий дроссель подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи, отрицательный вывод которой подключен к анодам вентилей выпрямителя.

Подписное