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

1

Изобретение относлтея к облаети силовой преооразовательгюк техники и может найти а лчменеыие в усгрокстиах для форсированно1и заряда аккумуляторов.

Известны различные снособы форсированного заряда аккумзляторнои батареи, состоящие из начального заряда током иовышеиной илотност;, стадыи заряда - разряда PI последующего длительного дозовогр дозаряда током малой илотноети. Однако реализация таких способов заряда в комплексе встречает ряд технических трудностей. Режим заряда- разряда можно обеспечить ири помощи реверсивного вынрямителя, а токи повыщенной и пониженной плотностей - при помощи ступенчатого переключения отиаек согласующего трансформатора. В трехфазных устройствах ступенчатое переключение обмоток трансфор.матора приводит к значительному усложнению схемы и увеличению количества дополнительных коммутирующих элементов.

Известны трехфазные реверсивные выпрямители на основе встречно-параллельно включенных тиристоров или симисторов, содержащие силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезду, каждая фаза одной из которых подключена к объединенным анодам (катодам) двух вентилей - симисторов, через которые она соедниена с разноименными фазами второй вто;л1Ч11ои ooMOTKi;, ирпче.и пулевые точки oo.viuiOK образуют выходные зажимы устройства.

Известны ycTpOHciBa для заряда аккумуляторной оатареи на основе указанных выпрямителей, ооеспечивающие ступенчатое снижение зарядного тока при помощи дополнительных вентилей - тиристоров, включенных в ;1ря.мом направлении .между концами каждой из вторичной оомоток и нулевой точкой противоположной вторичной оомотки. Недостатками этих устройств являются невысокий коэффициент мощности, значительная установленная мощность оборудования и большая длительность ироцесса.

Для иовыщеиия коэффициента мощности, снижения установленной мощности оборудования и сокращения длительности процесса заряда в предлагаемое устройство введены дополнительно два ключевых элемента, включенных между нулевыми точками вторичных обмоток трансформатора и выходными зажймамй устройства, связанными с объединенными анодами и катодами тиристоров.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2, а-г - работающие структуры схем устройства; на фиг. 3 - диаграмма зарядного тока.

Трехфазный трансформатор 1 содержит две равноценные вторичные обмотки, соединенные в прямые звезды. Концы каждой из вторичной

обмоток подключены к двум по фазе концам противополол пой вторичной обмотки через еимисторы 2-7, а через тиристоры 8-13 к их нулевым точкам и через ключевые элементы 14 и 15 к выходным зажимам устройства, параллельно которым подключена аккумуляторная батарея 16.

В режиме форсированного заряда аккумуляторов управляющие импульсы подаются па все еимисторы 2-7 и тиристоры 8-13 в соответствии очередности п при разомкнутых ключевых элементах 14 и 15. В результате этого силовая схема превращается в дважды мостовую схему выпрямления с последовательным сложением выпрямленных липейных напряжений двух вторичных обмоток траисформатора 1 (см. фнг. 2, а).

Под разностью выпрямленного удвоенного линейного напряжения и напряжения аккумуляторной батареи протекает форснроваиный зарядный ток большой величины.

По достижении начала газообразования система управления снижает управляюп;ие имнульсы с тиристоров 8-13 и замыкает ключевые элементы 14 и 15, образуя схему выпрямления только одного линейного напряжения. В зависимости от фазы угла включения симнСторов 2-7 последние работают либо в качестве тиристоров прямого включения (см. фиг. 2,6), либо в качестве тиристоров обратиого включения {см. фиг. 2,8), обеспечивая возможность реверсирования зарядного тока под действием разности либо выпрямленного линейного напряжения и напряжения аккумуляторной батареи, либо наоборот.

После того, как аккумуляторная батарея достигнет примерно 90-95% уровня заряда, управляющие импульсы снимаются с симисторов 2-7 и подаются на тиристоры 8-13 при замкнутых ключевых элементах 14 и 15. При этом образуется новая структура схемы выпрямления, аналогичная шестифазиой звезде

и обеспечивающая выпрямление фазового напряжения вторичных обмоток трансформатора 1 (см. фиг. 2, г). Это напряжение незначительно превью:ает напряжение аккумулятор5 пой батареи 16, обеспечивая протекание малого по величине тока дозаряда в течение длительного времени.

Па фиг. 3 приведена одна из возможных диаграмм регулирования зарядного тока.

0 Предлагаемая схема имеет больщне потенннальные возможности и для реализации других способов заряда аккумуляторных батарей.

За счет налнчпя четыре.хступенчатого диаиазопа регулирования иапряжения обеспечивается высокий коэффициент мощности устройства во всех режимах заряда при минимальном количестве ключевых элементов.

Вместо симисторов 2-7 могут быть использоваиы их аиалоги - встречно-параллельно

0 соединенные пары тиристоров. В качестве ключевых элемептов 14 и 15 могут использоваться как контактные, так и бесконтактные коммутирующие устройства.

5Ф о р м „т а изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными в звезды, концы каждой из которых

0 подключены через еимисторы к двум смежным по фазе концам противоноложиой вторичной обмотки и через тирнсторы к их нулевым точкам и выходным зажимам, отличающееся тем, что, с целью повыщения коэффициента мощности, снижения установленной мощности оборудования и сокращения длительиости процесса заряда, в иего введены дополнительно два ключевых элемента, включенных между нулевыми точками обмоток трансформатора и выходными зажимами устройства, связанными с объединенными анодами и катодами тиристоров.

-fГ +

Фиг. 2