Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током Советский патент 1976 года по МПК H02J7/10 

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может найти широкое применение в качестве источников асимметричного тока для ускоренного заряда, циклования и формовки аккумуляторных батарей.

В основном авт. св. № 404146 описано устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее источник переменного тока, управляемый выпрямитель, зарядную и разрядную цепи, сглаживающий дроссель в зарядной цепи и последовательно соединенные управляемый вентиль и конденсатор разрядной цепи, включенеый согласно с батареей и заряжаемый через дроссель от дополнительного вьшрямителя 1.

Эксплуатация этих устройств показала, что для дальнейшей оптимизации зарядных режимов Необходимо обеспечение совместного регулирования и частоты, и паузы (скважности), и коэффициента асимметрии тока по различным законам в зависимости от конкретного типа аккумуляторов и выбранного режима разряда.

Цель изобретения - обеспечение возможности независимого регулирования частоты, скважности и коэффициента асимметрии формируемого зарядного тока при условии снижения установленной мощности оборудования ч повыщения надежности устройства.

Для этого устройство снабжено дополнительными диодом и тиристором, встречновключенными по отношению к управляемому выпрямителю так, что сглаживающий дроссель зарядной цепи щунтирован диодом и через конденсатор разрядной цепи тиристором.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 (а, б) -графики зарядных токов, .протекающих в батарее.

Устройство содержит выпрямители 1, 2, дроссели 3, 4, тиристоры 5, 6, диод 7, конденсатор 8, аккумуляторную батарею 9.

Управляемый выпрямитель 1 со сглаживающим дросселем 3 образуют зарядную цепь устройства, параллельно выходным зажимам которого подключены разрядная цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора 8 и тиристора 5. Диод 7 щунтирует сглаживающий дроссель 3 во встречном направлении. Тиристор 6 щунтирует этот же дроссель через конденсатор 8 также во встречном направлении. Выпрямитель 2 подключен через дроссель 4 параллельно конденсатору 8.

В установивщемся режиме работы устройства полярность напряжений на эле.ментах схе.мы соответствует указанной на фиг. 1.

Управляемый выпрямитель 1 обеспечивает заряд аккумуляторной батареи 9 выпрямленным током, сглаживаемы.м дросселем 3, из которого с заданной частотой и скважностью формируются импульсы тока прямоугольной формы (см. фиг. 2 а). В момент времени (фиг. 2 а) подается включающий импульс на тиристор 6, и происходит запирание вентилей управляемого выпрямителя 3 за счет разряда конденсатора 8 по цепи, образованной последовательно включенными конденсатором 8, тиристором 6, вентилями управляемого выпрямителя 1, аккумуляторной батареей 9. После запирания вентилей (тиристоров) управляемого выпрямителя 1 и снятия с них управляющих импульсов в момент времени 2 подается управляющий импульс на тиристор 5, и происходит полный разряд конденсатора 8 по цепи, образованной последовательно соединенными конденсатором 8, тиристором 5, аккумуляторной батареей 9, во время которого в цепи аккумуляторной батареи У протекает отрицательный импульс тока в ыатгравлении, обратном указанному на фиг. 1. После разряда конденсатор 8 (1 3) начинается обратный процесс заряда его через дроссель 4 током выпрямителя 2 до пер.воначальной полярности. В момент времени 4, когда заканчивается требуемая пауза, вновь подаются управляющие импульсы на тиристоры выпрямителя 1, и в зарядной цепи устройства и в ак-кумуляторной ;батарее 9 начинает протекать следующий положительный импульс тока. На фиг. 2 а показана форма результирующего асимметричного тока, протекающего в цепи аккумуляторной батареи 9. Частота его определяется частотой запирания и включения тиристоров управляемого выпрямителя 1. Скважность положительных импульсов тока и длительность паузы между ними регулируются относительным моментом включения тиристора 6 и тиристоров управляемого выпрямителя 1. Амплитуда отрицательных импульсов тока и коэффициент асимметрии регулируются величиной емкости конденсатора 8 и его напряжением заряда. Во время паузы ток в дросселе 3 не прерывается, а замыкается через шунтирующий его диод 7, что обеспечивает устойчивую коммутацию тиристоров устройства. На фиг. 2 а видно, что моменту ti запираиия тиристоров управляемого выпрямителя 1 соответствует небольшой выброс обратного тока длительностью 1 -10 мксек (в зависимости от типа тиристоров и мощности демпфирующих цепочек). Для обеспечения устойчивого и надежного запирания тиристоров выпрямителя 1 необходимо, чтобы тиристор 5 включался с запаздыванием по отношению к

тиристору 6 как минимум на это время, либо для обеспечения возможности одновре.менного включения эти.х тиристоров в анодную цепь тиристора 5 должен быть включен небольшой анодный дроссель. При необходимости выполнения выпрямителя 1 неуправляемым требуется включать еще один дополнительный тиристор в разрыв между выходиым плюсом выпрямителя 1 и выходным зажимом сглаживающего дросселя 3. При необходимости независимого дискретного регулирования частоты асимметричного тока (раздельно положительных и отрицательных импульсов) (см. фиг. 2 б) в периоды отсутствия отрицательных импульсов тока после запирания тиристоров выпрямителя 1 церезаряд конденсатора 8 до Напряжения противоположной полярности происходит по цепи, образованной последовательно включенными тиристором 6, дросселем 3 и конденсатором 8. Поэтому в таких режимах работы максимальные величины емкости конденсатора 8 и индуктивности дросселя 3 должны быть взаимоувязаны с минимально возможной паузой между положительными импульсами тока. Практически усовершенствованная силовая схема устройства позволяет реализовать любой из известаых оптимальных режимов зарядного тока с переводом тока из постоянного в импульсный и асимметричный в диапазоне частот 0,5-500 Гц. Основным достоинством предлагаемого заядного устройства является совмещение функций разрядной цепочки и тиристорного прерывателя в одном узле за счет дополнительного подключения диода и тиристора. Это позволяет значительно унростить силовую схему и низить установлениую мощность 1конденсаторного и дроссельного оборудования. Формула изобретения 1. Устройство для заряда аккумуляторной атареи асимметричным током по авт. св. ° 404146, отличающееся тем, что, с елью снижения установленной мощности борудования и повышения надежности, оно набжено дополнительными диодом и тирисором, встречно-включенньши по отношению управляемому выпрямителю так, что сглаивающий дроссель зарядной цепи шунтироан диодом и через конденсатор разрядной епи тиристором. Источники информации, принятые во вниание при экспертизе: 1. Авт. св. № 404146, кл. И 01т 45/04, 1973г.