Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи Советский патент 1979 года по МПК H02J7/10 

Изобретение огносигся к области электротехники и найти применение при испытании, формовке и заряде аккумуляторов.

Известно устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи, содержащее источник переменного тока, тиристорный выпрямитель - инвертор, контакты и дроссель, подключенный одним концевым выводом к выходу выпрямителя, -а другим концевым и промежуточным выводами через контакты к выходным клеммам устройства ll.

В вьшрямительном режиме работает часть дросселя, а в инверторном- весь дроссель,, что позволяет повысить КПД устройства. Однако эффективность процесса заряда-разряда аккумуляторной батареи (АБ) ограничена тем, что при иэмененив направления тока через дроссель имеют место переходные процессы, а при несогласованной коммутации контактов возможно короткое замыкание АБ.

Известно устройство для заряда и разряда АБ, содержащее трансформатор со средним выводом вторичной обмотки, пары согласно-последовательно включеннцх тиристоров. Подключенных своими общими тощсамн к концам вторичной обмотка трансформатора, а общими точками соединения анодов и катодов- к концевым выводам сглаживающего дросселя, и клеммы для подключения АБ, одна из которых соединена со средним выводом вторичной обмотки трансформатора, а другая - с общей точкой пары согласно последовательно включенных диодов, которая своими катодным и анодным выводами соединена соответственно с точками соединения анодов и катодов тиристоров 2.

Это устройство обеспечивает более высокую эффективность процесса зарядаразряда АБ, благодаря постоянству направления тока в дросселе. Однако его регулировочные возможности ограничены иэ-за того, что при регулироваНИИ тока тиристорами ухудшается коэффициен%формы тока и возрастают потери энерЩи. Цепью изобретения является расширение регулировочных возможностей устройства. Указанна1ь цель достигается тем, что в известном устройстве 2 сглаживающий дроссель выполнен с отпайками. одна из которых соединена с другой клем мой для подключения АБ, На чертеже показана принципиальная схема устройства. Она содержит трансформатор 1, тиристоры 2-5, дроссель 6 и батарею 7. Концы первичной обмотки гра нсформа тора 1 образуют входные зажимы устройства, а концы его вторичной обмотки подключены к общим точкам согласнопоследовательно соединенных тиристоров 2,3 и 4,5, Свободные аноды и катоды этих пар тиристоров подключены соответственно к началу и концу сглаж вающего дросселя 6. Аккумуляторная багарея 7 подключена между средней точкой вторичной обмотки трансформатора 1 и одной иа отпаек сглаживающего дроо селя 6. В режиме заряда система автоматвн ческого управления (не указанная на чер теже), подает управляющие импульсы на тиристоры 2,4, обеспечивая их включение в, положительную фазу питающего напряжения на каждой из вторичных полуобмоток трансформатора 1 по отношению к среднему выводу, а соответственно, и однофазное двухполупериодное выпрямление питающего напряжения. Под разность вьтрямленного напряжения и ЭДС. аккумуляторной батареи 7 в цепи последней протекает зарядный ток, сглаженный до требуемого уровня с помощью полуобмот ки сглаживающего дросселя 6. При переводе аккумуляторной батареи 7 в режим разряда, управляющие импуль сь снимаются с тиристоров 2,4 и подаю ся на тиристоры 3,5, включенные встреч но-пареллельно с тиристорами 2,4 через сглаживающий дроссель 6 по отношению к питающему напряжению. Включение тиристоров 3,5 обеспечивает смену полярности питающего напряжения и возможность работы устройства в инверторном режиме с рекуперацией энергии разряда аккумуляторной батареи в питающую сет Причем, если в выпрямительном реяшме оаботы управляющие импульсы подавалис с отставанием по Фазе относительно п 7 94 тающего напряжения, го в инверторном режиме - с опережением. Под разностью ЭДС, аккумуляторной батареи и напряжения питающей сети, в последнюю инвертируется-рекуперируется ток разряда, сглаженный до требуемого уровня полуобмоткой I аккумуляторной батареи 7. За счет наличия жесткой магнигной связи между полуобмотками V и NJVi; дросселя 6 не только не происходит аварийного процесса короткого замыкания при подаче управляющих импульсов на .тиристоры 3,5 при работающих еще тиристорах 2,4, но даже обеспечиваются условия реверса тока практически без переходного Процесса в циклируемой аккумуляторной батарее за счет передачи запаса электромагнитной энергии, накопленной полуобмотками V/ дросселя в полуобмо1 ку У2 помощью общего магнитопровода дросселя 6. . Аналогичным образом происходит и .последующий перевод работы устройства из разрядного режима работы в зарядный. Фазовое регулирование углов включения тиристоров 2, 4 и 3, 5 позволяет регулировать в требуемых пределах среднее значение зарядного разрядного токов, поскольку в практике эксплуатации аккумуляторных батарей могут использоваться самые различные способы их заряда, например, со средним значением разрядного тока меньшим, большим или равным среднему значению зарядного тока. С целью избежания переходных процессов в момент эксплуатации - смены направления протекания тока в аккумуляторной батарее, последнюю подключают к одной из отпаек сглаживающего дросселя 6 в соответствии с регулируемым способом циклирования. При необходимости равенства зарядного и разрядного токов, берут среднюю отпайку с равенством витков обеих пол уобмоток. При меньшем значе- НИИ разрядного тока, выбирают отпайку, соответствующую меньшему числу витков в полуобмотке ХУ, по сравнению с числом витков в полуобмотке (/2 . И наоборот, при большем значении разрядного тока выбирают отпайку, соответствующую большему числу витков в полуобмотке W по сравнению с числом витков в ПолуобмотKeNUji. Критерий выбора отпаек - равенст во ампер-витков полуобмоток дросселя б исходя из закона сохранения энергии. Некоторая конструктивная .сложность исполнения сглаживающего дроссел - наличие отпаек и поочередной работы полуобмоток (привод$пцей к увеличению расхода меди в обмотке без увеличения установленной мощности магннтопровода) полностью компенсируется расширением регулировочнЬпс возможностей устройства. Формулаизобретения Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи, содержащее трансформатор со средним выводом вторичной мотки, пары согласно- последовательно включенных тиристоров, подключенных своими общими точками к концам вторичной Обмотки трансформатора, а общими точками соединения анодов и катодов к концевым выводам сглаживающего дросселя, и клеммы для подключения аккумулято ной батареи, одна из которых соединена со средним выводом вторичной обмотки трансформатора, отличающе е«с я .тем, что, с целью расширения регулировочных возможностей устройства, сглаживающий дроссель выполнен с отпайками, одна из которых соединена с другой клеммой для подключения аккумуляторной батареи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 4948О6, Н 02 J 7/00, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2328984/07, 1976.