Устройство для зарядки аккумуляторной батареи Советский патент 1982 года по МПК H02J7/10 

Настоящее изобретение относится к тиристорным преобразователям по-. стоянного тока со стабилизацией выходного параметра и может быть использовано для зарядки стабилизированным током аккумуляторных батарей.

Извест1-1ы устройства для зарядки аккумуляторных батарей стабилизированным током, .система импульсно-фазового управления которых выполнена по вертикальному принципу с формированием синхронизированного с сетью пилообразного напряжения. Выдана отпирающих импульсов происходит в момент равенства пилообразного напряжения и управления,- получаемого в результате алгебраического сложения напряжения задания и обратной связи И

К недостаткам известных устройств относятся сложность из-за необходимости иметь собственно систему импульсно-фазового управления и jieryлятор тока, недостаточная нгщежность включения из-за формирования узкого (порядка е,циниц электрических градусов) отпиракадего импульса при реальности искажения формы питающего напряжения и необходимость специального подбора элементов в каждом

канале для получения приемлемой симметрии импульсов при трехфазной схеме выпрямления.

Известны также относительно простые устройства для зарядки аккумуляторов со стабилизацией выходного параметра 2 и З .

Наиболее близким к пре,цлагаемому по технической сущности является за10рядное устройство типа ЗПУ-1А, содержащее трехфазный полупроводниковый выпрямитель, релаксационный генератор на однопереходном транзисторе, трансформаторы тока, выпрями15тель и резистор в цепи заряда конденсатора релаксационного генератора 4.

Недостатками прототипа и вышеупомянутых устройств являются низ20кая надежность вследствие тогд, что при небольших искажениях напряжения силовой цепи, когда амплитуда выпрямленного напряжения станет меньше ЭДС аккумулятора, силовые тиристоры .запрутся и могут после восстановле1Я1я напряжения больше не открываться, так как длительность отпирающего иглпульса - несколько эл. град, а также сравнительно невысокая 30 точность поддержания регулируемого параметра из-за утери информацин о его величине с юмeнтa выдачи отпирающего импульса на силочой тиристор до окончания диапазона его .Работы. Цель изобретения - повышение точ нести и надежности работы устройства для зарядки аккумуляторных батарей. Поставленная цель достигается тем Что в устройство для зарядки аккум ляторных батарей, содержагаее трехфазный полуурравляемый выпрямитель, релаксационный генератор на однопере ходном транзисторе, трансформаторы тока, подключенные через выпрямитель к резистору цепи заряда конденсатора релаксационного генератора, дополнительно .введены блок ограничения диапазона управления, источник стабилизированного напряжения и тиристорный ключ. Вход тиристорного ключа подключен к блоку ограничения диапазон управления, а выход - к управляющим переходам трехфазного полууправляемого выпрямителя. Управлякйций вход тиристорного ключа подключен к выходу релаксационного генератора, соединенного с выходом источника стабилизированного напряжения. На чертеже представлена электрич кая схема предлагаемого устройства ДЛЯ зарядки аккумуляторных батарей. В состав устройства входят источ ник 1 стабилизированного напряжения, блок 2 ограничения диапазонауправления, резисторы 3-8, одно реходный транзистор 9 и конденсато 10 релаксационного генератора, выпр митель 11 датчика тока, тиристорный ключ 12, трансформаторы 13 тока трехфазныйполууправляемый выпрямитель 14 и аккумуляторная ба гарея 15 Источник стабилизированного напр жения 1 подключен к релаксационному генератору, собранному на одноперег ходном транзисторе 9, в базовых цепях которого установлены резисторы 3 и 5 термостабилизации.Эмиттер однопереходного транзистора подключен к интег ратору, состоящему из регулируемого ре зистора б/резистора 7 обратной отриц тельной связи по токуй кондесатора 10 Трансформаторы 13 тока подключены к резистору 7 через выпрямитель 11. Выход блока 2 ограничения диапа она управления подключен через тирис торный ключ 12 и разделительные резисторы -8 к управля ощим переходам тиристоров трехфазного полууправляе мого выпрямителя 14. Выход релаксационного генератора подключен к управляющему входу тиристорного ключа 12 через токоограничивающий резистор 4. Схема работает следующим -образом. При вк/ ючении источника 1 стабилизированного напряжения начинает работать релаксационный генератор и вырабатывает отпирающие импульсы. Отпирающие импульсы подаются на тирис торный ключ 12, к которому приложено напряжение блока 2 ограничения диапазона управления. Это напряжение имеет форму синхронизированных с сетью прямоугольных импульсов с периодом 120 эл.град. и регулируемой скважностью. Если момент выдачи, отпирающего импульса на тиристорный ключ 12 . совпадает с наличием напряжения на выходе блока 2, он открывается и че- рез управляющие переходы тиристоров вентильного моста 14 начинают протекать токи, причем резисторы 8 обеспечивают равенство этих токов. При появлении токов через управляющие переходы тиристор с наибольшим анод.иым напряжением открывается и через аккуг-туляторную батарею 15 начинает протекать зарядный ток. Затем анодное напряжение открытого тиристора снижается и он запирается. По окончании диапазона напряжение на выходе блока 2 ограничения становится равным нулю, тиристорный ключ 12 закрывается и ток через управляющие переходы тиристоров вентильного моста 14 прекращается. Через 120 эл.град, (для установившегося режима работы) релаксационный генератор выдает очередной импульс и весь процесс повторяется снова. Величина тока заряда задается регулируемым резистором 6, обратная отрицательная связь по току - напряжением на резисторе 7. При этом если в процессе заряда аккумуляторной батареи из-за какого-либо возмущения зарядный ток станет меньше заданного, то снизится напряжение Обратной отрицательной связи и последующие импульсы будут выданы с углами, меньшими 120 эл.град. Угол управления преобразователем будет уменьшаться до тех пор пока зарядный ток не увеличится до заданного уровня. При увеличении выходного тока будет наблюдаться обратное явление . Таким образом, на входе релаксационного генератора постоянно присутствует информация о заданной и отрабо- танной величине зарядного тока, что повышает по сравнению с известными , устройствами, где на протяжении части периода эта информация .отсутствует, точность поддержания заданного параметра. Если тиристор полууправляемого выпрямителя в процессе работы запирается из-за кратковременного провала питающего напряжения, то после всстановления напряжения он снова открывается, так как через его управляющий переход протекает отпирающий ток с момента выдачи отпирающего импульса до окончания разрешенного диапазона работы, что повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи, содержащее трехфазный полууправляемый выпрямитель, релаксационный генератор на однопереходном транзисторе, трансформаторы тока, подключенные через выпрямитель к резистору в цепи заряда конденсатора релаксационного генератора, отличающееся тем, что с целью повышения точности и надежности, в него введены блок ограничения диапазона управления, источник стабилизированного напряжения и тиристорный ключ, причем управляющие переходы трехфазного полууправляемого выпрямителя подключены к выходу тиристорного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу релаксационного генератора, а вход тиристорного ключа - к блоку ограничения диапазона управления, при этом к источнику стабилизированного напряжения подключен релаксационный генератор, а отрицательные полюсы источника стабилизированного напря0жения и блока ограничения диапазона управления соединены в общую точку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зорохович А.Е. и др. Устройство 5 для заряда и разряда аккумуляторных

батарей. М., Энергия, 1975, с.114-121.

2.Патент Англии 973013, кл. G 3 R, 1968.

0 3. Технический споавочник ТИРИСТОРЫ, под оед. В.А.Лабунцова и др. М., Энергия. 1971, с.244-247.

4. Зорохович А.Е. и др. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М., Энергия, 1975, с. 128-130.