Устройство для заряда аккумулятор-НОй бАТАРЕи Советский патент 1981 года по МПК H02J7/10 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током и разряда ее с рекуперацией в сеть.

По основному авт. св. № 650159 известно устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее управляемый выпрямитель, систему управления выпрямителей с задатчиком тока на входе, инвертор, вход которого связан с выходом выпрямителя через сглаживающий реактор, генератор прямоугольных импульсов и датчик тока, включенный на входе выпрямителя, причем выход датчика тока связан с входом упомянутого генератора, один выход которого соединен с задатчиком тока системы управления выпрямителем, инвертор выполнен по мостовой схеме на двух неуправляемых и двух управляемых вентилях, управляющие входы которых связаны с другим выходом генератора, подключенный к задатчику тока, а в выходную диагональ инвертора включена батарея .

При этом вход системы управления выпрямителем дополнительно соединен с датчиком тока и с датчиком входного напряжения инвертора, а между другим вЕ51ходом генератора и управляющими входами вентилей инвертора включен формирователь

импульсов, а этот выход генератора щунтирован ключом.

Однако в этом устройстве ток в реакторе может превысить допустимую величину, что снижает надежность работы устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства. Для этого устройство дополнительно

снабжено узлом управляемой задержки, включенным меладу управляющими входами управляемых вентилей инвертора и другим выходом генератора прямоугольных имнульсов, причем вход узла управляемой

задержки подключен к выходу датчика тока, а выход - к задатчику тока системы управления выпрямителем.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 (а-з) -диаграмма его

работы.

Устройство содержит выпрямитель 1, систему 2 управления выпрямителем с задатчиком 3 тока. Выход выпрямителя через сглаживающий реактор 4 подключен к входу инвертора 5. Инвертор выполнен но мостовой схеме на неуправляемых 6, 7 и управляемых 8, 9 вентилях. Аккумуляторная батарея 10 включена в диагональ моста инвертора. Дроссели 11 и 12 служат для

уменьщения скорости нарастания тока через вентили инвертора. Управляющие входы вентилей 8, 9 через формирователь 13 импульсов и узел 14 управляемой залержкп связан с выходом 15 генератора 16 импульсов, первый выход которого 17 соединен с задатчиком 3.

К входу 18 системы 2 через датчик 19 папряжения подается положительная обратная связь ио направлению на входе инвертора, а с датчика 20 тока отрппательиая обратная связь по току.

Сигнал с датчика 20 поступает также па вход генератора 16, к выходу 15 которого подключен ключ 21.

Время запаздывания узла управляемой задержки регулируется сигналом, поступающим с датчика 20 или датчика 22 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При включении питающих иапряжеппй на выходе 15 генератора 16 появляются импульсы (фиг. 2,а), частота и скважность которых могут регулироваться в щироких пределах. Пусть для определенности в начальный момент времени потенциал на выходе 15 генератора 16 равен нулю. Тогда узел управляемой задержки (14) закрыт, импульсы управления на вентили 8 и 9 инвертора 5 пе иоступают, и ток па выходе выпрямителя 1, определяемый установкой задатчика 3 (фиг. 2,д}, протекает через вентили 6, 7 и батарею 10, заряжая ее. Па вход 18 системы 2 поступают спгналы обратной связи по току и напряжению на входе инвертора, обесг1ечиваюп1пе режим стабилизации тока заряда аккумуляторной батареи.

В момент времени ti на выходе 15 генератора 16 появляется положительиый импульс, который изменяет уставку задатчика 3 таким образом, что напряжеппе на выходе выпрямителя (фиг. 2,ж), а следовательно, и ток (фиг. 2,е) начинают уменьщаться. Через время т, определяемое сигналом на входе управляемой задержки, на ее выходе также появляется положительпый импульс (фиг. 2,6), который через формирователь 13 поступает на управляющпе входы вентилей 8 и 9, включая их.

При этом вентили 6 и 7 закрываются, так как к ним прикладывается запирающее напряжение аккумуляторной батареи, а ток вьшрямителя 1 начинает протекать через вентили 6, 9 и батарею 10, разряжая ее. Ток разряда определяется уставкой задатчика 3, которая устанавливается по сигналу с выхода управляемой задержки 14. Диаграмма тока в цепи аккумуляторной батареи показана на фиг. 2,и.

Время запаздывания узла 14 регулируется сигналом, поступающим либо с датчика 20, либо с датчика 22 таким образом, чтобы к моменту подачи управляющих импульсов на вентили 8 и 9 ток в реакторе 4 уменьщился до нeoбxoдиJMOгo уровня.

Включение узла управляе.мой задержки позволяет иолностью исключить возрастание тока выще значения, определяемого уставкой, задатчика 3, при включении вентилей 8 и 9, когда к реактору 4 подключается не разность напряжений на выходе выпрямителя и аккумуляторной батареи, а их

сумма. Так как знак папряжепия на выходе выпрямителя 1 пе .может измениться мгновепно (на это необходимо до 10- 12 мл/с в зависимости от начального угла управления), то при отсутствии задержки в подаче имиульсов уиравления на вентили 8 и 9 инвертора 5, ток в реакторе 4 может значительно возрасти и превысить допустимую величину, что зпачительно снижает надежность работы устройства.

В момент времени /2, определяемый скважностью выходных имиульсов генератора 16, узел 14 выключается, управляющие импульсы с вентилей 8, 9 инвертора снимаются, а с выхода 17 (фиг. 2,в) генератора 16 на задатчик 3 поступает сигнал, который переводит выпрямптель 1 в инверторный режим с максимальным углом управления (фиг. 2,ж). Ток па выходе выпрямителя 1 спадает до

нуля и ио сигналу датчика 20 (фиг. 2,г) (пуль тока) генератор 16 иереводится в исходное состояние (момеит времени /з)- Мапряженпе на выходе выпрямптеля становится положительным, а установивп1ийся

ток, определяемый установкой (фиг. 2,д} протекает через вентили 6, 7 и аккумуляторную батарею, заряжая ее. Через время Т, определяющее перпод повторенпя импульсов )ia выходе генератора 16, цикл работы устройства повторяется.

Ключ 21 служит для перевода устройства в режим разряда аккумуляторной батареи постоянным током с рекуперацией энергии разряда в сеть.

Таким образом, данное устройство позволяет по.чучпть различные режимы заряда аккумуляторной батареи с выссжи.м КПД и надежностью, так как энергия теряется Л1ипь во включенных вентилях (меиее

100 Вт при токе 20 А на все устройство), а коммутационные выбросы тока и перерегулирования практически отсутствуют.

Формула изобретен и я

Устройство для заряда аккумуляторной батареи по авт. св. N° 650159, отличаю()0 щееся тем, что, с целью повыщепия иадежности, оно дополнительно снабжено узлом управляемой задержки, включенным между управляющими входами управляемых вентилей инвертора и други.м выходом

G5 генератора прямоугольных импульсов, причем вход узла управляемой задержки подключен к выходу датчика тока, а выход - к задатчику тока системы управления выпрямителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 650159, кл. Н 02J 7/10, 1976.