Устройство для контроля напряжения аккумуляторной батареи Советский патент 1991 года по МПК H01M10/48 

Изобретение относится к электротехнике и касается поэлементного контроля напряжения аккумуляторной батареи и является усовершенствованием устройства по авт.св. К° 1078505.

Целью изобретения является повышение точности контроля напряжения аккумуляторов и улучшение КПД устройства.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство содержит выходные клеммы 1, трансформатор 2, двухуровневый источник опорного напряжения (ИОН) 3, однофазный инвертор 4, диодный мост 5, пороговый датчик тока 6, усилитель 7, исполнительный орган (реле) 8,

датчик режима работы ч, двухпозицион- ный коммутатор 10, блоки диодов 11 и 12, блок тиристоров 13, Трансформатор 2 содержит первичную обмотку 14 и вторичные обмотки 15, число которых равно количеству аккумуляторов в батарее. Вторичные обмотки 15 имеют отвод от части витков, разделяющей их на две смежные (соединенные последовательно-согласно) обмотки 16 и 17. Исполнительными элементами датчика -режима работы 9 являются контакты коммутатора 10 и контакты переключателя 18. Вход датчика 9 соединен с шунтом 19 цепи АБ. Датчик режима работы 9 выполнен в виде компаратора 20 напряжения заданной пою

OI СО

лярности, подключенного через усилитель 21 к релейному элементу 22. Двухуровневый ИОН 3 выполнен в виде источника стабилизированного напряжения 23, выходом подключенного к регулируемому дискретно делителю напряжения на резисторах 24 и 25. Размыкающие контакты 26 исполнитель14 в это время протекает только ток перемагничивания сердечника трансфер-- матора 2, величина которого меньше порога срабатывания датчика тока 6. При уменьшении разрядного напряжения хотя бы на одном из аккумуляторов до уровня ЭДС обмоток 16 через соответствующей диод блока (11)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к аппаратуре контроля параметров аккумуляторной батареи. Цель изобретения - повышение точности контроля напряжения аккумуляторов и улучшение КПД устройства. Устройство содержит трансформатор, двухуровневый источник опорного напряжения, пороговый датчик тока, исполнительный орган, датчик режима работы батареи, коммутатор блоки диодов и блок тиристоров. Элементами сравнения разрядного (зарядного) напряжения служат блоки диодов и блок тиристоров. Пороговый уровень напряжения задается инвертором и источником опорного напряжения. Достижение критического значения напряжения на аккумуляторах фиксируется по возрастанию тока в цепи питания инвертора и срабатыванию порогового датчика. Ча счет введения блока тиристоров, выполнения вторичной обмотки с отводом от части ВИТКОР и использования в качестве формирователя уровня опорного напряжения однофазного инвертора исключается подмагни- чивание сердечника трансформатора и достижение указанного положительного эффекта. 1 ил. « О

ного органа 8 включены последователь- JQ начинает протекать ток. По первичной

15

25

30

но с цепью АН, Кнопка. 27 служит для возврата устройства в исходное положение после выключения зарядно-раз- рядного устройства.

Диагональ переменного тока выпрямительного моста 5 включена в цепь питания однофазного инвертора 4. Источником питания инвертора 4 является двухуровневый ИОН 3. Выходные клеммы I через размыкающие контакты ком- 20 мутйтора 10 и блок диодов 11 соединены с обмоткой 16. Блок тиристоров 13 связывает замыкающие контакты коммутатора 10 с анодами блока диодов 11. Управляющие входы тиристоров 13 подключены через блок диодов 12 к обмотке 17. В качестве исполнительного органа 8 может быть использован дистанционный переключатель.

Устройство работает следующим образом. При разряде аккумуляторов полярность сигнала с датчика тока компаратором 20 не воспринимается. Обмотка реле 22 обесточена. Размыкающие контакты коммутатора 10 и переключателя 18 находятся в замкнутом состоянии как показано на чертеже. Выходное напряжение ИОН 3 равно падению напряжения на резисторе 25, что соответствует минимально допустимому разрядному напряженияю АК (установка напряжения осуществляется при настройке).

Опорное напряжение ИОН 3 с частотой работы инвертора 4 подается на первичную обмотку 14 трансформатора 2. Во вторичных обмотках 16 индуцируется ЭДС, равная минимально допу- стимому разрядному напряжению одного аккумулятора при выборе значения коэффициента передачи по напряжению трансформатора 2, равному обратной величине числа включенных в батарею аккумуляторов.При нормальном протекании разряда АВ напряжение ее аккумуляторов превышает ЭДС на обмотках 16 и диоды 11 блока -смещены в обратном направлении. Ток в обмотках 16 не протекает. По первичной обмотке

35

40

45

50

55

обмотке 14 начинает протекать ток заряда, который в сумме с током перемагничивания превышает порог датчика 6. Датчик тока 6 срабатывает. Его выходной сигнал усиливается усилителем 7 и вызывает срабатывание реле 8. Контакты 26 размыкаются, и разряд АБ прекращается.

При заряде АВ датчик режима работы 9 срабатывает, вызывая переключение контактов реле 2, . Замыкающие контакты коммутатора 10 и переключателя 18 замыкаются. ИОН 3 вырабатывает уровень опорного напряжения, равный максимально допустимому зарядному напряжению АВ, путем подачи на выход ИОН 3 через замыкающие контакты переключателя 18 суммарного напряжения на резисторах 24 и 25.

В режиме заряда устройство работает аналогично. Отличие состоит в следующем. На вторичных обмотках 16 индуктируется ЭДС, равная максимально допустимому напряжению при заряде одного аккумулятора. Если полярность ЭДС обмотки 16 совпадает с направлением напряжения аккумуляторов, то тиристор 13 закрыт, так как ЭДС обмотки 17 не поступает на его управляющий вход, и напряжение аккумулятора в этот полупериод работы устройства не контролируется. Если ЭДС обмотки 16 направлено встречно напряжению аккумулятора, то ЭДС обмотки 1 7 приложена к управляющему входу (тиристора 13) в открывающем направлении. При нормальном протекании заряда батареи напряжение аккумуляторов не превышает ЭДС на обмотках 6, поэтому тиристоры 13 закрыты и ток в обмотках 16 не протекает.Если напряжение хотя бы на одном из аккумуляторов станет выше уровня ЭДС обмоток 16, то в соответствующий полупериод тиристор 13 будет открыт,а по обмотке 16 потечет постоянный ток. При этом напряжение на гбмотке 16 направлено встречно протекающему по ней току и имеет место рекуперация

5

0

0

5

0

5

0

5

обмотке 14 начинает протекать ток заряда, который в сумме с током перемагничивания превышает порог датчика 6. Датчик тока 6 срабатывает. Его выходной сигнал усиливается усилителем 7 и вызывает срабатывание реле 8. Контакты 26 размыкаются, и разряд АБ прекращается.

При заряде АВ датчик режима работы 9 срабатывает, вызывая переключение контактов реле 2, . Замыкающие контакты коммутатора 10 и переключателя 18 замыкаются. ИОН 3 вырабатывает уровень опорного напряжения, равный максимально допустимому зарядному напряжению АВ, путем подачи на выход ИОН 3 через замыкающие контакты переключателя 18 суммарного напряжения на резисторах 24 и 25.

В режиме заряда устройство работает аналогично. Отличие состоит в сле- дующем. На вторичных обмотках 16 индуктируется ЭДС, равная максимально допустимому напряжению при заряде одного аккумулятора. Если полярность ЭДС обмотки 16 совпадает с направлением напряжения аккумуляторов, то тиристор 13 закрыт, так как ЭДС обмотки 17 не поступает на его управляющий вход, и напряжение аккумулятора в этот полупериод работы устройства не контролируется. Если ЭДС обмотки 16 направлено встречно напряжению аккумулятора, то ЭДС обмотки 1 7 приложена к управляющему входу (тиристора 13) в открывающем направлении. При нормальном протекании заряда батареи напряжение аккумуляторов не превышает ЭДС на обмотках 6, поэтому тиристоры 13 закрыты и ток в обмотках 16 не протекает.Если напряжение хотя бы на одном из аккумуляторов станет выше уровня ЭДС обмоток 16, то в соответствующий полупериод тиристор 13 будет открыт,а по обмотке 16 потечет постоянный ток. При этом напряжение на гбмотке 16 направлено встречно протекающему по ней току и имеет место рекуперация

энергии в цепь первичной обмотки 14. Под действием ЭДС ток в первичной обмотке изменяет направление на противоположное, а его величина превышает порог срабатывания датчика тока 6, включенного в диагональ постоянного тока выпрямительного моста 5. Выходной, сигнал датчика 6 усиливается и вызывает срабатывание реле 8. Контакты 26 размыкаются, и дальнейший заряд батареи прекращается.

Контроль напряжения аккумуляторов при любых возможных значениях зарядного и разрядного токов обеспечива- ется путем выбора и регулировки величин резисторов, включенных в делитель напряжения ИОН 3. Выбор значения порога срабатывания датчика тока 6 производится при условии обеспече- ния его надежного срабатывания по достижении напряжения хотя бы на одном из аккумуляторов критического значения.

Таким образом,устройство обеспечивает поаккумуляторный контроль зарядного и разрядного напряжения АН. Благодаря отличительным признакам устройства исключается подмагни-

чивание сердечника трансформатора до момента достижения напряжения на аккумуляторе порогового значения, в ре .зультате чего повышается точность момента регистрации окончания заряда (разряда) и увеличивается КПД.

Формула изобретения

Устройство для контроля напряжения аккумуляторной батареи по авт.св V° 10785.05, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля напряжения аккумуляторов и улучшения КПД, дополнительный блок диодов анодами подключен к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора, а катодами соединен с управляющими входами введенного блока тиристоров, которые связывают замыкаюгще контакты двухпозиционного коммутатора с обгчей точкой анодов основного блока диодов и отвода от части витков вторичной обмотки трансформатора, причем формирователь импульсов напряжения заданного уровня выполнен в виде однофазного инвертора, подключенного к двухуровневому источнику опорного напряжения.

«si ,

f

(Ed in

7

«o

CM

JO

2MZ

I