Система заряда Советский патент 1980 года по МПК H02J7/14 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для заряда двухсекционных аккумулято ных батарей АБ, используемых в автономных системах электроснабжения на основе трехфазных источников переменного тока. Известно устройство для заряда двухсекционной АБ, содержгицее трехфазный источник переменного тока, двухполупериодный мостовой выпрямитель , входной своей диагональю подключенный к двум выводам трехфазного источника, а вьжодной диагональю - к одноименным клеммам АБ, вывод средней точки которой соединен е третьим выводом трехфазного источ ника l . Ток заряда этого устройства ограничен сопрогивлением, склгщывагощимся из омического сопрютивления вентилей выпрямителя и внутренних сопротивлений трехфазного источника переменног тока и АБ. Поэтому такая система облгщает сравнительно низкими удельными энергетическими показателями. Отсутствие возможности регулирования тока заряда АБ ограничивает применение этого зарядного устройства в автономных системах электроснабжения. Кроме того, данное устройство позволяет осуществлять заряд АБ лишь до удвоенного линейного амплитудного значения напряжения источника. Известно и другое устройство для заряда двухсекционной АБ, содержагаее трехфазный источник переменного тока, подключенный через выпрямитель, выполненный по схеме Ларионова, к АБ, вывод средней точки которой через управляемый токоограничивающий дроссель подключен к нейтрали источника 2 . Известное устройство имеет сравнительно большое количество силовых полупроводниковых элементов (шесть) и дроссель, что обусловливает большие массу и габариты выпрямителя. Такое устройство обеспечивает заряд АБ только до удвоенного значения амплитуды фазного напряжения, что также ограничивает его удельные энергетические показатели. Известно также устройство для заряда двухсекционной АБ, содержащее трехфазный источник переменного тока с тремя выводами, мостовой выпрямитель, образованный двумя вентильными цепочками, каждая из которых выполнена из двух соединеннЕлх последовательно - согласно вентилей общий катодный вывод которых подключен к положительной, а анодный - к отрицательной клеммам ЛБ, полупроводниковый регулятор зарядного тока, включенный между одним выводом источника и выводом средней точки АБ и блок контроля напряжения и управления регулятором З.

Это устройство обеспечивает заряд АБ всего лишь до удвоенного значени амплитуды напряжения источника, что ограничивает его удельные энергетические показатели.

Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей

Указанная цель достигается тем, что устройтсво снабжено двумя кондесатора1ЛИ, один из -которых включен между точкой соединения вентилей первой вентильной цепочки и другим выводом источника, а другой конденстор - re) точкой соединения вентилей второй вентильной цепочки и третьим выводом источника, при этом вентильные цепочки соединены между собой последовательно - согласно, а точка их соединения подключена к выводу средней точки аккумуляторной батареи.

На фиг.1 представлена принципиалная электрическая схема устройства; на фиг.2 - то же, вариант.

Устройство содержит трехфазный источник 1 переменного тока с тремя выводами 2-4, два конденсатора Гз, б , две вентильные цепочки 7,8 и 9,10 соответственно; блок регулирования зарядного тока, содержшций два встречно-параллельно включенных тиристора 11,12, секции 13,14 бг1тареи и блок 15 контроля напряжения и управления тиристорами, подключегнный к клеммам 16 и 17 батареи. Точка 18 соединения вентильных цепочек соединена через блок регулирования зарядного тока с выводом 3.

При отключенном блоке регулирования зарядного тока (тиристоры 11,12 закрыты) устройство обеспечивает заряд АБ до напряжения, равного амплитуде линейного напряжения источника, что соответствует режиму минимального зарядного тока, а при полностью включенном блоке регулирования - до значения, близкого к учетверенной величине амплитуды линейного напряжения источника, что соответствует режиму максимального заряного тока.

Устройство (фиг.1) при включенном блоке регулирования заряднохо тока работает следуюгдим образом.

Фазные обмотки 19,20 и 21 трехфазного источника соединены в треугольник и напряжение АБ более чем в два раза превышает амплитудное значение Фазного напряжения. Тогда

в одни, названные условно положительными, полупериоды изменения напряжения первой Фазы 19, при которых потенциал вывода 2, будет осуществляться заряд конденсатора 5 с полярностью, показанной на фиг.1, до амплитудного значения напряжения первой фазы цепи: вывод 3, тиристор 12, вентиль 7, конденсатор 5, вывод 2. В следующие - отрицательные полупериоды изменения напряжения первой фазы, при которых потенциал вывода 2 выше потенциала выходного вывода 3, к секции 13 батареи прикладывается суммарное напряжение, складывающееся из мгновенного значения напряжения первой фазы 19, увеличивающегося по абсолютной величине от нуля до своей амплитуды Е„ и напряжения на конденсаторе 5 равного по величине Е . При достижении этого cyNmiapHoro напряжения значения, равного на секции 13 батареи, открывается вентиль 8 и происходит заряд секции 13 по цепи: вывод 2, конденсатор 5, вентиль 8, секция 13, тиристор 11, вывод 3.

Аналогичным образом происходдит заряд другой секции 14 батареи от второй фазы 20 трехфазного источника переменного тока через конденсатор 6 который в один полупериод изменения напряжения второй фазы заряжается с полярностью, показанной на фиг.1, до амплитудного значения напряжения Е второй фазы 20 по цепи: вывод 4 конденсатор 6, вентиль 9, тиристор 11, вывод 3, а в следугссчий полупериод разряжается на секцию 14 по цепи: вывод 3, тиристор 12, секция 14, вентиль 10, конденсатор б, вывод 4.

Отличительные особер1ностк устройства (фиг.2) состоят в том, что в качестве вентилей 8 и 10 использованы тиристоры 11 и 12 блока регулирования зарядного тока, а точка 18 соединения вентилей 7 и 9 подключена к второму выводду трехфазного источника переменного тока непосредственно. Такое схемное решение позволяет сократить количест зо полупроводниковых элементов, что уменьшает массу и габариты устройства, увеличи 1ает его КПД и в целом улучшает удел,ьные энергетические показатели. Кроме того, такое схемное решение позволяет еще более расширить диапазон редулирования заряддиого тока (напряжения), обеспечив регулирование зарядного тока от нуля до максимального значения, а зарядного напряжения от нуля до учетверенного значения амплитуды фазного напряжения источника.

Предлагаемое ycTpoficTBO для заряда двухсекционной аккумуляторной батареи по сравнению с прототипом позволяет повысить коэффициент полезного действия путем использования реактивных токоограничивакхдих сопро тивлений, уменьшить массу и габарит трехфазного источника переменного тока при одинаковом значении напряж ния АБ, что обеспечивает улучшение удельных энергетических показателей устройства. Формула изобретения Система заряда, содержащая двухсекционную аккумуляторную батарею с выводом средней точки, трехфазный источник переменного тока с тремя выводами, две вентильные цепочки, каждая из которых выполнена из двух соединенных последовательно-согласн вентилей, при этом катод вентиля пе вой цепочки подключен к положительной, а анод другого вентиля второй цепочки - к отрицательной клеммам аккумуляторной батареи, полупроводниковый регуляторзарядного тока, включенный между одним выводом источника и выводом средней точки аккумуляторной батареи, и блок контроля напряжения и управления регулятором, отличающа яся тем, что, с целью улучгиения удельных энергетических показателей, оно ::набжено двумя конденсаторами, один из которых включен между точкой соединения вентилей первой цепочки 1 другим выводом источника, а другой конденсатор - меж,ДУ точкой соединения и третьим выводом источника, при этом вентильные цепочки соединены между собой последовательно-согласно, а точка их соединения подключена к выводу средней точки аккумуляторной батареи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Фурсов С.П. Выпрямители для зарлдки аккумуляторов,-Кишинев, Картя молдавеняскэ, 1966, с.69, рис.44. 2.Авторское свидетельство СССР N 399944, кл. Н 02 J 7/23,1973. 3.Авторское свидетельство СССР № 470022, кл. Н 02 j 7/34, 1975.

фиг.1

фие.2