Устройство для заряда и разряда аккумуляторов Советский патент 1980 года по МПК H02J7/12 H01M10/48 

1

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может использоваться для заряда и разряда химических источников тока.

Известны устройства для заряда и разряда аккумуляторов, которые содержат регулируемый преобразователь напряжения, выполненный на базе магнитного усилителя 1, 2J .

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее регулируемый преобразователь напряжения на базе магнитного усилителя, выпрямительный мост, блок резисторов, блоки обратной связи и управления 3.

Ток заряда этого устройства определяется формулой:

и - напряжение на ВЕЛходе регулятора ,

Е - напряжение на аккумуляторах,

R - сопротивление зарядной цепи. ЭДС аккумуляторов можно представить следующим образом:

Е

ЛЕ,

2

начальное напряжение на

где ЕО аккумуляторе, приращение ЭДС на аккуму&Еляторах в процессе заряда.

Тогда:

-, Un-Eol&y0

to где UQ- начальное напряжение на выходе регулятора;

ди- приращение напряжения в процессе заряда. Как видно из равенства, напряже 5 ние на выходе регулятора представляет собой сумму двух слагаемых - некоторой постоянной величины UQ , компенс ирукщей ЕО, и регулируемой величины ли , обеспечивающей заданный

20 режим заряда и разряда при воздействии различных дестабилизирующих факторов: изменении противоэдс, изменении количества аккумуляторов, сопротивления цепи и т.д.

25Например, для никель-кадмиевых

аккумуляторов начальное зарядное напряжение при номинальном токе составляет 1,45-1,5в, а конечное 1,751,85В, т.е. начальная составляющая составляет 70%, регулируемая 30%.

В известном устройстве регулируется вся необходш.;ая величина напряжения

Мощность регулятора определяется формулой: -.

лакс ллсзк.с

где Оддо и . макс}-2мальяае напряжение и ток на выходе регулятора

Известно, что вес трансформатора и магнитного усилителя приблизительно пропорционален их мсацности.

Таким образом, из изложенного выш В№з;но, что известное устройство обладает избыточным весомг а аледовательно, габаритами и избыточной величиной рег51лируемого напряжения.

Целью изобретения является уг.:ень шение веса и габаритов зарядно-разрядного устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда и разряда аккумуляторов, содержащее регулируемый преобразователь напрнсжения, зыпслненвый на ба.зе магнитного усилителяр выпрямительный мост, блок резисторов, блок обратной связи, блок управления, введены трансформатор и ключи, связанные с блоком управления и включенные между трансформатором и регулируема преобразователем напряженки таким , что вторичная обмотка трансформатора подключена последовательно с ре.гулируеглым преобразователег напряжения и они совместно подключены к выпрямительному мосту.

Причем cyivTiviapHoe напряжение (мощность) трансформатора и регулируемого преобразователя напряжения равно надряжению (мощности) , необходимому для заряда и разряда аккумуляторов .

На фиг. 1 представлен.а блок-схем устройства для заряда и разряда аккумуляторов с однофазным питанием на фиг, 2 .вариант устройства для заряда и разряда аккут.уляторов с .трехфазным питанием

Устройство для заряда и разряда аккумуляторов (фиг, 1) представляет регулирует шй преобразователь напряжения 1, состоящий КЗ магнитного услителя 2, трансформатора 3, выпрямительный мост 4, силовой трансформатор 5, ключи б, 7, устройство обратной связи 8, разрядные сопротРЕВлени 9, устройство управления 10, батарею 11,.

Усгройство работает в общем случае cJfeдyющим образом.

В режиме, заряда батарея 11 подключается последовательно-встречно и к peгyлиpyeмo fy преобразователю . напряжения 1,

В исходном состоянии ключ 7 замкнут, а ключ б разомкнут. Напряжение на выходе регулируемого преобразователя 1 определяет ток в цепи батареи 11. При нормальном режиме заряда сигнал на выходе устройства обратной связи 8 обеспечивает величину необход1-шого тока. При воздействии различньзх дестабилизирующих факто. ров изменяется ток в цепи заряда и

на выходе устройства обратной связи 8 появляется сигнал рассогласования, который подается на вход .устройства управления 10. Устройство управления .10 воздействует на регулируемый преобразователь 1, изменяя индуктивное

сопротивление магнитного усилителя 2, а тем самым напряжение на выходе трансформатора 3, компенсируя воздействие дестабилизирующих факторов. По мере заряда растет напряжение

5 на зажимах батареи 11. При. достижении на. выходе регулируемого преобразователя 1 максимального напряжения, устройство управления 10 размьпсает ключ 7 и заг-икает ключ 5.

Q Силовой трансформатор 5 и регулируемый преобразователь 1 соединяются последовательно, согласно.

Теперь ток в цепи заряда определяется разностью меж,цу суммой напряй «ен.ий трансформатора 5,. регулируемого п.реобразователя 1 и напряжением батареи 11,

Регулирование тока при воздействии дестабилизирующих факторов и .росте напряжения на батарее 11 осуществляется с помощью регулируемого преобразователя 1.

По мере отключения аккумуляторов S батарее 11 при достижении на каждом из них конечного напряжения,

5 ЭДС батареи 11 уменьшается, и напряжение на регуляторе 1 тоже уменьшается ,

При достижении на регулируемом преобразователе напряжения 1 напря0 5кения на выходе близком к нулю, уст. ройство управления 10 подает команду ка размыкание ключа б и за кканне ключа 7 зарядный ток обеспечивается теперь только регулируемым

j пресбразователехл 1 „

При разрядке батарея 11 подключается последовательно-согласно к регулируемому преобразователю Напряжения 1.

f. -Так как сопротивление полупроводниковых диодов выпрямительного моста 4 и прямом включении, мало, то ограничение тока разряда осуществляется включением в цепь разряда -блока разрядных сопротивлений 9.

5 При отключении заданного тока

(например уменьшении ЭДС б.атареи 11) на выходе устройства обратной связи 8 ттОлЕляется сигнал, воздействующий иа устройство управления 10. Устройство управления 10 воздействует на регулятор 1, напряжение на выходе которого повь;шается и компенсирует уменьшение ЭДС батареи 11 .

Если напряжение на выходе регулируемого преобразователя 1 не обес