Система заряда Советский патент 1978 года по МПК H02J7/28 

Изобретение относится к электрохимическим источникам тока-аккумуляторным батареям, а именно к устройствам для их заряда ассиметричным током Формирование ассиметричного тока заряда аккумуляторов, осуществляемое чередованием зарядных импульсов, требудет обязательных пауз между импульса ми зарядного тока. Такие импульсы сравнительно легко формир тотся на частоте источника при заряде батареи ак кумуляторов ассиметричным током от однофазного источника переменного тока l. Ассиметричный ток может быть сравнительно несложно сформирован при заряде от двухфазного источника переменного тока, однако .такие устройства не получили применения из-за практиче кого отсутс.твия двухфазных источников вытесненных из применения трехфазными источниками. Формирование ассиметричного тока заряда батареи аккумуляторов с помощью однофазного выпрямителя от многофазного, в том числе трехфазного, источник отличается весьма плохим использованием мощности источника Известно устройство для заряда батареи аккумуляторов ассиметричным током от трехфазного источника, обмотки которого соединены в звезду с нулевым выводом 2. Формирование ассиметричного тока в этом устройстве производится путем чередоваЕи1я зарядных импульсов тока управляемого.тиристорного выпрямителя и импульсов формирователя разрядных.импульсов тока, т.е. путем чередования импульсов зарядного и разряднохО тока, ограниченного реактивными элементами, преимущественно дросселем. Рассеивание энергии разрядных импульсов батареи на сопротивлениях устройства уменьшает КПД заряда батареи. Кроме того, энергия источника передается в батарею отдельными импульсами, во время ее разряда источник работает на холостом ходу, что приводит к неиспользованию типовой мощности источника. Известно также засяяное УСТРОЙСТВО, использующее в качестве источника питания трехфазный генератор или трансформатор, обмотки которых соединены звездой с нетралью 3. В нем батарея состоит из двух секций, средняя точка батареи через токоограничивающий дроссель соединена с нулевой точкой источника, а обмотки включены по схеме звезда. Обе секции заряжаются от мостового выпрямителя и обе секции. батареи заряжаются непрерывным током источника, и при малом сопротивлении :дросселя ток заряда одной секции бат реи не зависит от тока заряда другой Эта схема зарядного устройства может обеспечить подразряд батареи под н грузкой, а если в нее ввести прерыва тель тока заряда секций, то она може использоваться для формирования асим метричного переменного тока..Регулирование постоянной составляющей асим метричного тока заряда здесь осуществляется лииш в узком диапазоне зарядных напряжений, когда фазное напр жение источника обеспечивает заряд се ций аккумуляторной батареи отдельными импульсами тока. Таким образом, в известных устройствах для. заряда аккуму ляторов асимметричным током от многофазных источников переменного тока мо ность этих источников используется не достаточно эффектив:но, в результате ч го удельные энергетические показатели устройств имеют низкие значения. Кром того, схемы формирования асимметрично го трка заряда, аккумуляторов от много фазных источников отличиются сравнительно большой сложностью,/что снижает .эксплуртационную надежность . устройств в целом. Целью изобретения является повышение удельных, энергетических показателей при заряде от многофазного источника и знaчитeльнo J упрощении схемы зарядного устройства, Это достигается тем, что в системе : заряда, содержащей аккумуляторную батарею, устройётво для ее заряда, трехфазный источник переменного тока с. шестью выводами фазных обмоток, двухполупериод ный мостовой выпрямитель и токоограни чивающес сопротивление, выполненное в виде дросселя, причем аккумуляторная батарея снабжена выводом средней точки, шунтирована соцротивлением и подсоединена, к выходныи клеммам выпрямителя, входные клеммы которого, соедине ны с. тремя фазными.выводами обмоток источника, а остальные выводы источника через дроссель подключены к выводу средней точки батареи, дроссель соединен с началом одной и соответственно с концами двух других фазных обмоток источника переменного тока. Схема системы заряда показана на чертеже. Аккумуляторная бат.арея 1 выполнена из двух соединенных последовательно согласно секций и вывод средней точки батареи через токоограничивающее солрр тивление 2, выполненное в виде линейного регулируемого или- -нерегулируемо-. го дросселя, подключён к началу одной фазной обмотки 3 и к концам двух других обмоток 4, 5, вторые концы которых соединены с тремя входными клеммами мостового выпрямителя (диоды 6-11) . Выходная.диагональ выпрямителя нагружена на батарею 1 и сопротивление 12, осуществляющее постоянный подразряд батареи. . Система заряда работает следующим образом. В полупериод изменения напряжения источника, когда плюс фазы (4) приложен к аноду диода 10, а ее минус - к дросселю 2, происходит заряд нижней по схеме секции батареи. Этот заряд продолжается до тех пор, пока н.апря--. жение фазы (3), увеличиваясь, не достигнет величины напряжения фазы (4), после чего открывается диод. 9, и секция загружается током фазы (3), а затем (через диод 11) током фазы (5). Как только напряжение фазы (4), изменяясь во времени, станет равньом напряжению фазы (5), заряд нижней секции прекратится, и начнется заряд другой секции, импульс тока заряда которой формируется соответственно фазами (4, 3, 5). Угловая длительность импульсов тока заряда секции от каждой фазы равна 50 эл.град., что суммарно в трехфазной системе соответствует 180 эл..град. В интервалах времени между зарядными импульсами.секции батареи подразряжаются на сопротивление нагрузки 1.2. Угловая длительность импульсов тока разряда каждой секции батареи также соответс.твует 180 эл.град. Наложение ;импуль.сов заряда секции (продолжительностью 180 эл.град.. на ток разряда батареи той же длительности через сопротивление i2 обеспечивает экономичное формирование асимметричного тока с оптимальной скв-ажностью, равной двум. Использование энергии разрядных импульсов батареи для питания нагрузки 12 (в качестве этой нагрузки, например, может быть использовано устройство для рекуперации.энергии подразрядных импульсов) обеспечивает максимальнодостижимое значение КПД заряда асимметричным током от трехфазного источника при использовании неуправляемого выпрямителя; - . Схема системы заряда пред.ставляет собой.источник трехфазного тока, обмотки которого соединены с одной вывернутой обмоткой. Подобная трехфазная схема при двухполупериодном выпрямлении тока является шестифазной схемой с тремя фазными обмотками, позволяющей сформировать выпрямительное устройство для заряда батареи асимметричным током, в котором в течение полупериода ток проходит в одну секцию батареи, а в течение последующего по:лупери.ода.- в другую, в паузах секции батареи разряжаются на разрядное сопротивление. Подобные схемы заряда батареи аккумуляторов асимметричным токомможно выполнить для любой многофазной системы. Здесь возможны два типа систем: с нечетным и четным числом фаз источника. В .системс1х с нечетным числом фаз, равным m () имеется гп + 1 выводов и в них следует поступить рледующим образом. Во всех случаях необходимо вывернуть все чет ные фазы обмоток, а мостовой выпрямитель снабдить 2 т.вентилями, . Пятифазная система обмоток, соединенных по предлагаемой схеме с мосторым выпрямителем, образует десятифазную схему выпрямителя, семифазная сис тема обмоток - четырнадцатифазную схе му выпрямления и т.д., а выпрямитель соответственно 10,14 и т..д. .диодов. Соединение обмоток источника переменного тока по такой схеме образует систему выпрямления с числом пульсаци за период, в два раза большим, чем число фаз обмоток источника, В системе переменного тока с четным числом фаз источника (2, 4, 6, 8 и т.д.) напряжения на соответствующих парах фаз ных обмоток изменяются в противофазе, т.е. сдвинуты на 18.0 эл.град. Поэтому обмотки источника можно объединить попарно и свести систему обмоток к рассмотренной системе., с нечетным числом фаз источника ( шестифазную - к трехфазной, десятифазную. - к пятифазной и т.п.), либо в системе с двумя фазами (восьмифазную - к четырехфазной, а затем к двухфазной),, для формирования асимметричного тока в котор расмотренным: способом достаточно четьфех вентилей. . .Использование в качестве вентилей 6-11 рассмотренной системы тиристоров позволяет регулировать средне значение тока заряда батареи. Эту же задачу выполняет, например, управляемый дроссель. . Заряд батареи асимметричным током сокраща.ет время зарядного цикла и уме шает потери энергии на внутреннем сопротивлении, а равномерная нагрузка в всех трех фаз источника устраняет аси метрию токов в- системе, что улучшает удельные энерг-етические покл-литгяп .. ройства. Таким образом, выполнение - арлдп.. го устройства по предложеипои улучшает использование мощности многофазного источника, т.е. его yдeJПlHыn энергетические показатели и показатели устройства в целом, эксплуатируемого как в стационарных условиях, так и на подвижных объектах, а также позволяет упростить схему формирования асиМметг ичного тока. Формула изобретения Система заряда, содержащая аккумуляторную .батарею, устройство для ее заряда, трехфазный источник переменного тока с шестью выводами фазных обмоток, двухполупериодный мосто вой выпрямитель и токоограничивающее сопротивление, выполненное в виде дросселя,причем аккумуляторная батарея снабжена выводом средней точки, шунтирована сопротивлением и подсоединена к выходным клеммем указанного выпрямителя, входные клеммы которого соединены с тремя фазными выводами обмоток источника, а остал ьные выводы источника через дроссель подключены к выводу средней точки батареи, отличающееся тем, что, с целью повышения удельных энергетических показателей и упрощения устройства, дроссель соединен с началом одной и соответственно с концами других фазных обмоток источника переменного тока . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Авторское свидетельство СССР :f 436411, кл. Н 02 Т 7/02, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 512535, кл. И 02 3 7/02, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР /t 399944, кл. .Н 02 :i 7/28, 1974.