Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током Советский патент 1980 года по МПК H02J7/02 

t

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для формовки аккумуляторов при их

.производстве и для заряда (подзаряда) аккумуляторных батарей (АБ) 5 асимметричным током (а.т.) в процессе их эксплуатации.

Известно устройство Заряда (УЗ) батарей от источника переменного тока через выпрямитель 1, в ко- 10 тором между .выходными клеммами моста и заряжаемой АБ включен токоограничивающий линейный дроссель (ТЛД).

Это устройство характеризуется сравнительно простой схемой и хорошими 5 энергетическими показателями.

Недостатком этого УЗ являются завьЕненные габариты и масса ТЛД, включенного в цепь выпрямительного тока, а также значительная величина 20 мощности искажений и невысокая добротность зарядной цепи, обусловленная последовательным соединением двух диодов в каждом полупериоде выпрямления тока источника. Это огра- 25 ничивает КПД и ухудшает удельные энергетические показатели устройства.

Известно также УЗ L2l, в котором ТЛД периодически закорачивается и АБ, подразряжаясь на конденсатор

умен.ьшает свое внутреннее сопротивление.

Чередование зарядных и подразрядных импульсов тока-, протекающих через АБ, позволяет интенсифицировать процессы в ней и ускорить ее заряд. Однако включение в зарядную цепь последовательно трех вентилей, уменьшая добротность цепи, снижает КПД УЗ и усложняет схему его управления, что ухудшает энергетические показатели устройства.

Наиболее близким- к изобретению по технической сущности является УЗ АБ з, которое содержит две входные клеммы для подключения источника переменного тока, две выходные клеммы для подключения заряжаемой АБ, два зарядных вентиля,один из которых своим катодвм соединен с положительной, а другой анодом с отрицательной выходными клеммами, зарядно-разрядный конденсатор, включенный между положительной выходной и одной.из входных клемм и ТЛД. Это устройство имеет простую схему и обеспечивает значительный КПД при заряде АБ а.т. Однако длительность зарядных импульсов тока, определяющих постоянную составляющую а.т., сравнительно невелика и, как правило, не превьшает одной четверти периода изменения напряжения рюточника. Энергия, запасаемая ТЛД во время формирования зарядного импульса АБ, возвращается в источни ,во время формирования подраэрядного импульсаJ что повышает мощность искажений; уменьшает коэффициент мощности и укудшает удельные энергетические показатели УЗ, Целью изобретения является улучшение удельных экергетическик показателей устройства. Указанная цель достига.ется тем, что обмотка ТЛД снабжена отводом от части ее витков, который подключен к положител ной выходной клемме через диод,при этом один вывод его обмотки подключей непосредственно к этой входной клемме, а другой вывод через второй диод подключен к другой вход ной клемгле „ Такое схемное решение обеспечивает уменьшение мощности искажений и повыпая скорость передачиэнергии источника 3 заряжаемую ДБ, улучшает удельные энергетичес сие показатели устройства в целом, Прикцкпиапьная схема устройства п р е д с т а в л е и а на чертеже. Устройство содержит две входные клем.ты 1 и 2, подключенньде к источнику 3 переме ног;.; тока, две выходикс клеммы 4 и 5 для подсоединения к заряжлцмой ЛБ б, два эаряднык вен ти.т.:л 7 и 8, эарядно-раэрядный конденсатор 9 и Л7Д 10, одним концом СВС2Й о5мот|.к сзязанкый с клеммой ,i непог:редптвенао, а другим - с 8 ,, Вывод от клеммой 1 через гисд части витков обмотки дросселя через диод 7 подкл:о,:с;5 к положитель ной вы.ходг-юй клe..e 4, Принцип работы УЗ Зс.ключается в следующем. Разнополярные импульсы а,т. формируются путем наложения пе ременной составляюпей тока, протекающего по контуру; 3 ; 2J9,4,6,3,1, на импульсы тока постояпюй cocTcJB ляющей, проходящего в fjaTapeio чере диод 7. При рассмотрении формирования постоянной составляющей , услов но примем,- что в нечетные полупериоды изменения напряжения источни ка 3 его положительное напряжение приложено к клемме 1. Ток источник проходит по цепи; 3,1,8,10,2,3. ТЛД запасает в своем поле энергию источника. При достиж нии током максикального значения под действием Э-ДС самоиндукции,стр мящейся поддерживать значение тока к катоду диода 8 прикладывается от рицательное, а к аноду диода 7 пол тельное напряжение. Начиная с -этог момента через ДБ по контуру: 10 р 7,4 ,6 f 5 ,8,, 10 проходит импульс арядного тока, восполняющего емкость скумулятора. Энергия, запасаемая в ервой четверти периода дросселем, о второй четверти передается в баарею и лишь частично возвращается источник. В следующем, четном полупериоде полярность напряжения источника изменяется, что обеспечивает дальнейшее протекание зарядного тока по цепи: 3,2,10,7,4,6,5,1,3. Под дей- ствием ЭДС самоиндукции дросселя энергия передается в батарею по цепи: 10,7,4,6,5,8,10, т.е. и минуя источник, в результате чего последний, как и во второй четверти периода, разгружается от тока. По окончании зарядного импульса тока батарея подразряжается через источник 3 на конденсатор 9, который запасает энергию подразрядного импульса, завершающегося в первой четверти периода изменения напряжения источника. Далее процесс повторяется циклически. Энергия, запасаегмая конденсатором 9, в четном полупериоде возвращается в батарею, а емкостная составляющая тока, частично компенсируя индуктивную составляющую тока через дроссель, повышает коэффициент мощности. Переменная составляющая а.т., протекающая через конденсатор,интенсифицирует процессы в электрохимической системе АБ, а импульсы тока постоянной составляющей обеспечивают восполнение емкости АБ. Заряд АБ от источника через ТЛД в четных полупериодах осуществляется всего через оди диод 7 выпрямителя. Это обеспечивает максимальную добротность зарядной и,епи; источник, дроссель, выпрямитель батарея. Всего через один диод в нечетные полупериоды запасает энергию и дроссель. Поскольку энергия дросселя передается в АБ, минуя источник, последний разгружается от циркуляции через него тока, в результате чего мощность искажений уменьшается, коэффициент использования мощности увеличивается, а удельные энергетические показатели УЗ улучшаются. Формула изобретения . Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее две входные клеммы для подключения источника переменного тока, две выходные для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, два зарядных вентиля, один из которых своим катодом соединен с положительной, а другой анодом - с отрицательной выходными клеммами, зарядно-разрядный конденсатор, включенный между положительной выходной и одной из входных клемм, токоограничивающий линейный дроссель, отличающееся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, обмотка токоограничивающего линейного дросселя снабжена отводом от части ее витков, который подключен. к положительной выходной клемме чере диод, при этом один вывод его обмотки подключен непосредственно к одной входной клемме/ а другой вывод через второй диод - к другой входной клемме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зорохович А.Е. и др. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей, м., Энергия, 1975 рис. 4-16, с. 63.

2.Авторское свидетельство СССР 463176, кл. Н 02 J 7/10, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР W 494810, кл. Н 01 М 10/44, 1975.