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

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для формовки при производстве аккумуляторных батарей (АБ),заряде (подэаряде) их в процессе эксплуатации, и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных подвижных автономных объектов с устройствами форсированного заряда АБ асимметричным током (АТ).

Известно устройство заряда (УЗ) батарей AT от двух источников переменного тока, в котором один источу ник подключается к АБ через выпрямитель, а второй через зарядно-разрядный конденсатор (ЗРК) fl, В качестве этих источников используют две фазы трехфазногоисточника переменного тока (ТИПТ), проводящие через заряжаемую батарею постоянную) и переменную составляющие AT 2 .

Однако эти УЗ характеризуются низкими энергетическими показателями и поэтому их применяют крайне редко.

Известны УЗ с линейным дросселем, включенным между выпрямителем и А1, переменная составляющая AT в которых формируется с помощью специального

инвертора, коммутирующего ЗРК и АБ СЗ и С4.

Недостаток устройств - сравнительно большое падение напряжения на вентилях выпрямителя при прохождении постоянной составляющей AT через три вентиля, включенные последовательно. Кроме того, эти УЗ характеризуются большой сложностью их

10 схем.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным токоМ, содержа15щее трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в трехлучевую звезду с нейтралью, три вентиля выпрямителя, преимущественно управляемого на тиристорах, катоды

20 двух из которых соединены друг с другом, а их аноды - с лучами звезды, токоограничиваииий дроссель, зарядноразрядный конденсатор, одна обкладка которого подключена к положительно25му выводу для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, и блок контроля напряжения и фазового управления тиристорами, токоограничивапций дроссель в которог4 выполнен в виде управляемого магнитного усилителя t5.

30

Недостаток этого УЗ - относительно узкий диапазон регулирования зарядного тока, обусловленный тем, что напряжение на выходе УЗ не превосходит амплитудного значения фазового напряжения ТИПТ.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования постоянной составляющей зарядного тока,

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряда аккумуляторной батареи асимметричным то. ком, содержащем трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в трехлучевую звезду с нейтралью, три вентиля выпрямителя, преимущественно управляемого на тиристорах, катоды двух из которых соединены друг с другом, а их аноды - с лучами звезды, токоограничива1адий дроссель, злрядно-разрядный конденсатор, одна обкладка которого подключена к положительному выводу для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, и блок контроля напряжения и фазового управления вентилями, отрицательная клемма для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи соединена с анодом третьего вентиля выпрямителя и со свободным лучом звезды, нейтраль которой подключена к другой обкладке зарядно-разрядного конденсатора, при этом токоограничивающий дроссель одним концом своей обмотки соединен с положительным выводом для подключения аккумуляторной батареи, а другим - с катодами вентилей.

Это позволяет, увеличив напряжени на входе выпрямителя с фазового .до линейногозначения, значительно рас1иирить диапазон регулирования зарядного тока.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит АБ 1, заряд которой осуществляется от трехфазно го источника - трансформатора 2, Вторичные обмотки 3, 4 и 5 трансформатора соединены звездой с нейтралью, лучи которой через тиристоры 6 и 7, диод Q и дроссель 9 соединены с положительным выводом АБ, который подключен к нейтрали звезды через конденсатор ЗРК 10, Отрицательный вывод батареи соединен непосредственно с обмотко 5 звезды. Напряжение на выводах АБ и ТИПТ контролирует блок 11, который осуществляет также фазовое управление тиристорами 6 и 7, Этот блок может быть выполнен по любой известной схеме,

В этом УЗ асимметричный ток формируется путем наложения переменной составляющей, проходящей по цепи 1-5-10-1, на постоянную составляющую, протекающую по каналам 1-5-47-9-1 и 1-5-3-6-9-1, а также по каналу 1-8-9-1,

Допустим, что сигналами блока 11 тиристоры 6 и 7 открываются в соответствующие моменты времени и последние работают как обычные диоды, проводя ток заряда АБ, когда мгновенное значение напряжения соответствующей 5 линии ТИПТ превышает напряжение эаря жаемой батареи. /

Так, через тиристор 7 по цепи 4-7-9-1-5-4 проходит ток заряда АВ,

ограниченный сопротивлением дросселя 9, Этот ток в начале увеличивается, а затем достигает своего максимального значения, в это время дроссель запасает энергию, в момент достижения

, этим током максимальной величины за счёт ЭДС самоиндукции, стремящейся поддержать ток и поток в дросселенеизменными, дроссель из режима ограничителя тока источника переходит в режим источника, в результате чего

0 тиристор 7 гаснет (запирается), а энергия из дросселя по цепи 9-1-8-9 передается в АБ, Так как в это время линейное напряжение (напряжение линии фаз 3 и 5) увеличивается по абсолютной величине) при открытии тиристора 6 батарея заряжается по цепи 3-6-9-1-5, По окончании зарядного импульса батарея через фазовую обмотку 5 подразряжается на ЗРК 10, кото0 заряжаясь, запасает энергию подразрядного импульса. Затем эта энергия возвращается в батарею. По окончании разряда конденсатора 10 вновь открывается тиристор 7 и проводит

очередную волну зарядного импульса тока. Далее процессы повторяются циклически.

Изменяя угол открытия тиристор в 6 и 7, можно регулировать угловую длительность импульсов тока, что позволяет изменять среднее значение постоянной составляющей AT заряда .батареи. Если тиристоры заперты, то заряд АБ Прекращается и через нее проходит ;

5 лишь переменная составляющая тока, осуществляющая активную деполяризацию электрохимической системы аккумуляторов ,

В тех случаях, когда среднее зна0 постоянной составляющей AT регулировать не требуется, в качестве вентилей б и 7 могут быть использованы неуправляемые вентили - диоды. Таким образом, если отрицатель ная клемма для подключения заряжаемой АБ соединена с анодом диода и со свободным лучом звезды, нейтраль которой подключена к другой обкладке зарядно-разрядного конденсатора, и при этом токоограничивающий дроссель

одним концсяи своей обмотки соединен с положительным выводом упомянутой аккумуляторной батареи, а другим с катодами тиристоров и диода, напряжение на выходе ЗУ увеличивается

S на 73%, в результате чего диапазоны. регулирования зарядного тока в уст ройстве расширяются. Формула изобретения Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричньм током, содержащее трехфазный трансформатор вторичные обмотки которого соединены в трехлучевую звезду с нейтралью, три вентиля выпрямителя, катоды двух из которых соединены друг с другом, а их аноды - с лучами звезды, токосграничивакиций дроссель, зарядноразрядный конденсатор, одна обкладка которого подключена к положительному выводу для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, и блок контроля . напряжения и фазового управлени вентилями, отличающееся тем, что, с целью.расширения диапазона регулирования зарядного тока, отрицательная клемма для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи соединена с анодом третьего вентиля выпрямителя и со свободным лучом звезды, нейтраль которой подключена к другой обкладке зарядно-разрядного конденсатора, при этом токоограничивающий дроссель одним концом своей обмотки соединен с положительным выводом для подключения аккумуляторной батареи, а другим - с катодами вентилей. Источники информации, поинятые во внимание пои экспертизу 1,Авторское свидетельство СССР 411552, кл. Н 02 J 7/02, 1974. 2,Авторское свидетельство СССР 387482, кл. Н 02 J 7/02, 1973. 3,Авторское свидетельство СССР 463176, кл. Н 02 J 7/10, 1975. 4,Авторское свидетельство СССР 584387, кл. Н 02 J 7/10, 1977. 5,Авторское свидетельство СССР №431593, кл. Н 02 J 7/12, 1974 (прототип).