Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током Советский патент 1977 года по МПК H02J7/12 

1

Изобретение отиосится к области электротехники, в частности к устройствам для заряда акку.муляторов.

Известно устройство для заряда акку.муляториой батареи асимметричным током, содержащее источник неремениого тока, управляемый выпрямитель, зарядную и разрядную цепи, причем разрядная цепь выполнена в виде последовательно соединенных управляемого вентиля и конденсатора, включенного согласно с батареей и заряжаемого через дроссель от дополнительного выпрямителя 1J.

Известно также устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее зарядный выпрямитель на основе регулируемого автотрансформатора с двумя группами подвижных токосъемных контактов и сглаживающим дросселем на выходе и узел формирования отрицательиых - разрядных имиульсов тока, состоящий из последовательно включенных дросселя, тиристора и конденсатора, перезаряд которого осуществляется щунтирующей его вентильно-дроссельной цепочкой 2.

Недостатками известных устройств являются возможность срывов формирования асимметричного тока и закорачивание батареи аккумуляторов по цепи, образованной последовательно включенными дросселем, тиристором

и перезарядной вентильно-дроссельной цепочкой.

Для повыщения надежности, снижения установленной мощности элементов устройства и иовыщения его к. и. д. в предлагаемом устройстве перезарядная цепочка выполнена в виде вторичной обмотки сглал ивающего дросселя, иодключенной через дополнительный выпрямитель непосредственно к одиой обкладке конденсатора и через нулевую точку трансформатора и катодную группу вентилей выпрямителя к другой обкладке конденсатора.

На фиг. 1 и 2 даны принциииальные схемы описываемого устройства.

Устройство (см. фиг. 1) содержит автотрансформатор 1, дроссели 2 и 3, диоды 4-10, тиристор 11 и конденсатор 12. Автотрансформатор 1 имеет две группы подвил ны-х токосъемиых контактов, к одной из которых подключена анодная группа диодов 4-6, а к другой - катодная группа диодов 7-9, образующих трехфазный разомкнутый мостовой выпрямитель со сглал ивающим дросселем 2 на выходе. Нараллельно выходным зажимам выпрямителя подключены узел формирования отрицательных - разрядных импульсов тока, состоящий из последовательно включепных дросселя 3, тиристора 11 и конденсатора 12, а зарял аемая аккумуляторная батарея

13. Общая точка соединения катода тиристора

11и обкладки коидеисатора 12 иодключена через иоследовательно включенные диод 10 и вторичную обмотку сглаживающего дросселя 2 к нулевой точке автотрансформатора 1.

Выпрямитель на основе трехфазного автотрансформатора 1, диодов 4-9 и сглаживающего дросселя 2 обеспечивает выпрямление иитающего напряжения и заряд аккумуляторной батареи 13 постоянным сглаженным током.

Пусть в установившемся режиме в момент i Q напряжение на обкладках конденсатора

12соответствует указанному на фиг. 1. При подаче управляющего импульса на тиристор И конденсатор 12 перезаряжается по цепи: конденсатор 12 - тиристор И-дроссель 3 - аккумуляторная батарея 13, по которой протекает перезарядный импульс тока .малой длительности и большой амплитуды, являющийся отрпцательпым - разрядным для аккумуляторной батареи 13.

После того, как конденсатор 12 перезарядится до напряжения противоположной полярности и разрядный импульс тока пройдет нулевое значение, тиристор И запирается и к нему прикладывается обратное напряжение, равное разности напряжений на конденсаторе 12 и аккумуляторной батарее 13. Поскольку это напряжение на конденсаторе 12 является одновременно и прямым для диода 10, происходит процесс обратного перезаряда конденсатора по цепи: конденсатор 12 - диод 10 - вторичная Об.мотка сглаживающего дросселя 2 - обмотки трансформатора 1 - анодная группа диодов 4-6 - первичная обмотка сглаживающего дросселя 2 - аккумуляторная батарея 13. Суммарная э.д. с., действующая в это.м контуре, онределяется как разность суммы напряжений конденсатора 12 и трехфазного полумостового выпрямителя 4-6 и встречной им э. д. с. аккумуляторной батареи.

Под действием суммарной э.д. с. в указанной цепи протекает перезарядный ток конденсатора 12, являющийся одновременно и зарядным для аккумуляторной батарен 13, т. е. энергия разряда, запасенная в конденсаторе, используется теперь для дополнительного заряда аккумуляторной батареи.

После того, как конденсатор 12 перезарядится до напряжепия первоначальной полярности, указанной на фиг. 1, диод 10 запирается и процесс работы узла формирования отрицательных импульсов тока повторяется.

Благодаря тому, что перезарядный ток копденсатора протекает через аккумуляторную батарею, обеспечивается рекуперация энергии разряда обратно в аккумуляторную батарею для ее дополнительного подзаряда во время протекания полоЛСительных зарядных импульсов тока, а следовательно, повышается к. п. д. заряда.

За счет подключения перезарядной цепочки между обкладкой конденсатора 13 и нулевой точкой автотрансформатора 1 устраняется

возможность короткого замыкания aккyмyv яторной батареи по внутренним цепям зарядного устройства и повышается надежность его работы. Зто позволяет снизить не только устамовленную мощность перезарядного и сгла:1-:ива;ощего дросселей (в известных схемах их индуктивность приходится выбирать не из условия сглаживания токов, а из условия обес ечения устойчивой коммутации тиристора

И), но и остальных элементов узла формирования отрицательных импульсов (не надо запаса по мои;пости в расчете на возможные срывы формирования тиристора 11). Дополнительное снижение установленной

мощности и уменьшение габаритов устройства обеспечиваются за счет выполнения сглаживающего и перезарядного дросселей в виде двухобмоточного дросселя на общем магнитопроводе, причем как за счет совмещения двух

дросселей в одном, так и за счет влияния взаимоиндукции, позволяющей уменьшить число витков обмоток.

На фиг. 2 ноказано устройство, в котором выпрямительный диод 10, представляющий собой однофазный однополупериодный выпрямитель (по отнощению к напряжению конденсатора 12), заменен однофазным двухполупериодиым выпрямителем 14, выполненным, например, по мостовой схеме. Такое выполнение

выпрямителя позволяет использовать его одновременно не только для перезаряда конденсатора, но и для увеличения суммарной э.д. с., действующей в контуре перезаряда конденсатора.

Двухполуиериодный однофазный выпря.митель обеспечивает дополнительно выпрямление переменного напряжения нульсации, выделяющегося на вторичной обмотке сглаживающего дросселя 2 при протекании в его пер

вичной обмотке выпрямленного основного зарядного тока. Выпрямленное напряжение складывается с напряжение.м на конденсаторе, обеспечивая этим перезаряд последнего до бо.тее высокого начального напряжения, что позволяет значительно увеличить амплитуду отрицательных и.мпульсов тока, особенно при малых напряжениях заряжаемой акку.муляторной батареи 13. Для сглаживания выпрямлепного напряжения пульсации, а также для обеспечения условий перезаряда двухполупериодный выпрямитель 14 должен включать в себя выходной дроссель. Для обеспечения возможности регулирования отрицательных - разрядных импульсов тока перезарядный выпрямитель 14 может быть выполнен управляемым.

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее зарядный выпрямитель на основе регулируемого автотрансформатора с двумя группами подвижных токосъемных контактов и сглаживающим дросселем на выходе и узел формирования отрицательных - разрядных импульсов тока, .состоящий из последовательно включенных дросселя, тиристора и конденсатора с перезарядной цепочкой, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности, снижения установленной мощности элементов устройства и повыщения его к.п.д., перезарядная цепочка выполнена в виде вторичной обмотки сглаживающего дросселя, подключенной через дополнительный выпрямитель непосредствемно к одной оокладке конденсатора и через пулевую точку трансформатора и катодную групп} вентилей выпрямителя к другой обкладке кондепсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство ЛЬ 404146, кл. Н 02J 7/10, 1973.

2.Авторское свидетельство ЛЬ 430454, кл. Н 01т 45/04, 1974 (прототип).

Т-Т-г к т т

$5 А SU

I 1 - triT

г1

..А, С

А 3 ГГ-

I I

йпГ n

h V/ ; I/ у 1«

i-..j.,

.i sagsт i