Устройство для заряда аккумулятора асимметричным током Советский патент 1976 года по МПК H02J7/34 

напряжение, прикладываемое к зажимам ак кумулятора, равно максимальному значению фазного напряжения при соединении обмоток источника тока треугопьнй-ком иди линейного - при соединении обмоток звездой. В этом случае происходят двухпопуперио ные выпрямления тока; сопротивление нагрузки, которое служит для фop fflpoБaкия им йульсов разрядного тока, может быть отклю чено 1,при двухполз-периодном выпрямлении зарядного тока заряд ак10мулятора асимметричным током невозможен), Если включить ключевой регулятор заряд ного тока, то вся аккугиуляторная батарея разбивается на две равные секции.. В течение одного полупериода напряжения заряжается верхняя секция батареи, а в течение другого полупериода от другой фазной обМОТ1Ш производится заряд нижней секцик батареи. Зарядный ток каждой секции проходит только в течение одного полупериода, другой полупериод используется для форми-рования разрядного имп льса на сопротивление нагрузки, благодаря че.-1у реализуется принцип заряда акку1У1уляторов асимметрич ным переменным током. Изменяя время открытия и запирания управляемых вентилей, возмо :но осуществлять регулироваш е зарядного напряжения в диапазоне от VIЦ до 2 Ьф , где Уф - действующее значение фазного напряжения. В том же диапазоне схема обес печивает и рег улирование зарядного тока. Управление вентилями производится от блок управления. Заряд аккум -ляторной батареи при максимальном фазном напряжении источника, превышающем з.д.с. aккyмJлятopoв происходит по двум цепям- Одна цепь образуется секцией батареи и тиристором, в кото рой каждая секцяя заряжае-тся поочередно, другая - всей батареей и мостовым выпрям телем. Реализация метода заряда aккy лyля- тора асимметричным током возмолша если Vz ,д или же,когда ток заряяа по цепи:-источник тока, мостовой выпрямитель, вся батарея - меньше разрядного тока аккумулятора ка сопротивление нагрузки. Таким образом, ток заряда аккук{уля.горной батареи в известном устройстве регулируется в диапазоне напряжений от 50% до 100%. Одяшсо заряд батарей при напряжени близких к предеяыгь1м характеризуется малыми значениями тока, поэтому рабочий диапазон обычно меньше указанного выще. Это ограничивает область гфи.(енения известного устройства. Кроме Toroj различны фазы источника в устройстве нагружаются неравномерно, в результате чего появляется некоторый перек-jc фаз, что часО бывает недопустимо, особенно при заряе от источника маяой мощности. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования зарядного напряжения и тока заряда батареи. Это достигается тем, что устройство снабжено двумя конденсаторами, в качестве ключевого регулятора зарядного Тока использованы симисторы, а вторичные обмотки трехфазного трансформатора соединены по схеме открытого треугольника и подключены ко входной диагонали мостового выпрямителя, при этом одни обкладки обоих конденсаторов подключены к началу одной вторичной фазной обмотки трансформатора непосредственно, а вторые к концу через симисторы. Кроме того, в предлагаемом устройстве все три фазы источника нагружаются равномерно, что устраняет перекос фазных токов (напряжений) источника. Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже, В устройстве сопротивление нагрузки - резистор 1 постоянно подключено к аккумуляторной батарее 2 и разряжает ее током, величина которог о пропорциональна напряжению батареи и обратно нропорхщональна величине переменного сопротивления резистора 1, Батарея 2 заряжается от трехфазного источника переменного тока (непосредственно или через трансформатор) , заряд осуществляется асимметричным переменным током, что обеспечивает высокие энерг-етические показатели устройства в целом при малой продолжительности зарядного цикла. Формирование асимметричного переменного тока осуществляется наложением зарядных импульсов на ток разряда этой батареи. Для этого вторичные обмотки трехфазного трансформатора 3 соединены последовательно-согласно по схеме открытого треугольника, а открытые концы (начало первой и конец третьей фазной обмоток) подсоединены ко входной диагонали мостового выпрямителя (диоды 4). Напряжение батареи контролирует блок 5 контроля напряжения батареи и фазового управления. Параллельно одной из вторичных фазных обмоток трехфазного трансформатора включены ключевые регуляторы зарядного тока- снмисторы 6 и конденсаторы 7. Управление симисторами осуществляется от блока 5, контролирующего напряжение батареи. Устройство работает следующим .образом. Три вторичные обмотки трансформатора 3 соединены по схеме открытого треугольника и имеют в любой момент времени э.д.с., равную нулю. Если симистором 6 подключить конденсатор 7, то за врек/ю про- хождения волны напряжения пэ обмотке тран сформатора конденсатор зарядится до амппи тудного фазног Э напряжения обмотки, а затем ток заряда конденсатора уменьшиася до О, и симистор пог-аскет, т.е. запрется естественным путем Так как симистор не npOiiycKaeT ток обратного направления, то заряд конденсатора не изменяется. Если этот же симистор открыть в нротивопопожном напразпениИз то конденсатор через две фазные обмотки импульсом тока разряжает ся на батарею. Фазную обмотку трансформатора шунтируют две параллельных цепочки, состоящие из последовательно соединен ных конденсатора 7 и скмистсра 6. Одна и цепочек необходухма для заряда т; последую щего разряда конденсатора при прохождени волны напряжения однэго знака, другая противоположного. При этом происходит двухполупериидное выпрямление зарядного тока. Регулирование зарядного напряжения, а следовательно зарядного тока связано с временем включения симистора для разряда конденсатора на aккy лyлятopнyю батарею Минимальное значение зарядного напряжени равное нулю, можно получить, если открыть симистор на разряд конденсатора сразу же после окончания его заряда. При этом равновесие схемы соединения обмоток трансформатора не изменится. Максимальное зна чение зарядного напряжения достигается при открытии симистора на разряд конденсатора в момент достижения э.д.с. в обмот ке трансформатора, зашунтированной конденсатором, значения, равного нулю. При таком заряде аккумуляторной батареи все фазы нагружаются равномерно, и перекос фаз устраняется. Таким образом, зарядное напряжение может регулироваться в диапазоне от О до амплитудного значения фазного напряжения И Уф,т.е. от О до 100%, При этом также расширяется диапазон зарядного тока и уст раняется неравномерность нагрузки всех фаз источника. Резистор 1 служит нагрузкой аккумуляторной батареи 2 к включается в для Л011 -ЧеНИЯ разрядных ilpH асимметричном способе заряда Х ;мт;ческу;А источнтжов электрической знергтгк. Этим coi:pOTHBneJi iei ;..мож т бь)гь соп ротивленке полезной ; лгрузки, к-лк лампы освещения, печи обогрева и т.п. Предпа аемая схема по сравнению с прототипом значительно расширяет дтичпазон регулирования зарядного нагфяжелпя. Так, например, схема прототипа .iOжeт регугигровать напряжение от . Уф до иф, а схема предлагаемого устройства обеспечивает регулирование зарядного напряжения от О до . иф. U 3 о о ,о Ус7рг йство для заряда аккумулятора асимметричным током, содержаиюе трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого подключены к источнику переменного тока, двухпо71упериодный выпрямитель, вентили которого соединены по схеме однофазного моста и его выходная диагональ подключена к батарее, ключевой регулятор зарядного тока и блок контроля напряжения и управления ключевым регулятором, о т л и ч а- ю п е е с я тем, что, с целью расширешш диапазона регулирования зарядного напряжения, оно снабжено двумя конденсаторами, в качестве ключевого регулятора зарядного тока использованы симисторы. а вторичные обмотки трехфазного трансформатора соединены по схеме открытого треугольника и подключены ко входной диа онали мостового выпрямителя, при этом одни обкладки обоих конденсаторов подключены к началу одной вторичной фазной обмотки трансформатора непосредственно, а вторые - к концу через симисторы. Источники информаш1И5 пр1шятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство № 431593, кл-Н О1 m 45/04, 1974 г. 2.Заявка № 1859310/07 от 1974 г., по которой принято решение о выдаче аворского свидетельства (прототип).