Устройство для заряда аккумуляторной батареи Советский патент 1982 года по МПК H02J7/10 H02H7/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам токовой защиты преобразовательных установок батарей, используемых, в , частности,.для заряда аккумуляторных батарей.

Известны системы заряда аккумуляторных батарей асимметричным током, выполненные на основе трехфазного мостового выпрямителя на тиристорах со сглаживающим реактором и тиристорноконденсаторным узлом разряда на выходе 1.

Наиболее близкими к изобретению являются устройства для повышения эффективности формирования асимметричного тока путем создания бестоковых пауз в зарядном токе, в которых устанавливают дополнительные переключающие тиристоры - между одним .из выходов системы заряда со стороны сглаживающего реактора и входом выпрямителя .

Эти лопол ни тельные тирис оры представляют собой трехфазный нулевой полумостовой со средней точкой) выпрямитель, работающий .с частотой в 150 Гц в импульсном режиме,т.«. он обеспечивает переключение силового тока на внутренний контур с формированием в зарядном токе соответствующих по .зремени бестоковых пауз с частотой 150- Гц, во время которых и производится формирование в цепи аккумуляторной батареи узлом разряда деполяризующих импульсов токаГ2.

Недостатком устройства-является пониженная надежность работы вследствие

10 возможности внутренних коротких замыканий, возможных при срыве коммутации дополнительнсгх переключающих тиристоров.

Цель изобретения - повышение дежности работы известного устройства путем защиты его от внутренних коротких за№лканий при срыве коммутации переключающих тиристоров.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для заряда аккумуля20торной батареи, содержащем трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах со сглаживающим реактором и тиристорно-конденсагорный. узел разряда на выходе, с группой переключающих

25 тиристоров между входом и выходом выпрямителя со стороны сглаживающего реактора, последовательно с тиристорами включены первичными обмотками трансформаторы тока, вторичные об30мотки KOTOpsjx подключены через дополнительные..выпрямитель , ключевой инд катор .длительности протекания Toifa, генератор линейно изменяющегося нап жения и пороговый элемент к исполни тельному оргйну защиты устройства. На чертеже приведена принципиаль ная блок-схема предлагаемого устрой Ьтва, Устройство содержит управляющий выпрямитель 1 на тиристорах, сглажи вающий дроссель 2, переключающие ти ристоры 3, узел 4 разряда, аккумуляторную батарею 5, трансформаторы тока, выпрямитель 7 защиты, ключевой индикатор 8, генератор 9 линейно изменяющегося напряжения, порого вый элемент 10 и исполнительный орган 11 защиты. В нормальном режиме работы устрой ства, трехфазный мостовой выпрямитель 1 на тиристорах обеспечивает формирование зарядного тока повышенной плотности, сглаженного до требуемого уровня дросселем 2. Переключающие тиристоры 3 включают поочеред но в соответствующие фазовые моменты сетевого напряжения с помощью бло ка управления (не показан) , а запираются они в моменты их естественной коммутации. При этом происходит переключение тока зарядного выпрямителя 1 на внутренний контур с соответствующим формированием в цепи аккумуляторной батареи 5 бестоковых пауз с частотой 150 Гц, во рремя которых и производят формирование деполяризующих импульсов тока узлом 4 разряда. Таким образом, в цепи каждого из переключающих тиристоров 3 протекают прямоугольные импульсы тока, длительность которых определяется мо ментами их фазного включения и естественной коммутации,. Эти импульсы тока протекают -и через первичные обмотки дополнительных трансформаторов 6 тока, включенных последователь но с переключающими тиристорами 3. При простом включении первичных обмо ток каждого из трансформаторов б тока , только в цепь одного из переключающих тиристоров возникает постойнное подмагничивание, требующее увеличения маг нитопровода и габаритов трансформаторов тока. Поэтому дл устранения постоянного подмагничивания, первичные обмотки трансформат ров б.тока целесообразнее включать последовательно в цепи двух смежных по фазе переключающих тиристоров. В этом случае на вторичных обмотках трансформаторов 6 -тока, шунтированных нагрузочными резисторами, формируются биполярные импульсы напр жения, не содержащие постоянной составляющей. Однако, поскольку дополнительный выпрямитель 7 вьополнен по Трехфазной нулевой схеме, выпрямляются- только отрицательные импульсы напряжения, формируемые на выходе транс-; форматоров 6 тока. И на выходе дополнительного выпрямителя 7 формируется последовательность отрицательных импульсов постоянного напряжения частотой в 150 Гц, длительность импульсов которых соответствует длительности открытого состояния переключающих тиристоров 3.Эта последовательность отрицательных импульсов с выхода дополнительного выпрямителя 7 подается на вход ключевого индикатора 8 длительности протекания тока, выполненного например, на основетранзистора, открытого при отсутствии тока в цепи дополнительных тиристоров 3 и закрытого при наличии тока в.цепи дополнительных тиристоров 3, Сигнал с выхода ключевого индикатора 8 длительности импульсов тока подается на вход генератора 9 линейно изменяющегося напряжения, формирующего пилу напряжения с частотой в 150 Гц и с длительностью импульсов напряжения, соответствующей длительности закрытого состояния ключевого индикатора 8. В нормальном режиме работы устройства, напряжение на выходе генератора 9 линейно изменяющегося напряжения всегда меньше напряжения срабатывания порогового элемента 10,и на выходе исполнительного органа 11 защиты устройства не формирует.ся командный сигнал. При нарушении моментов естественной коммутации переключающих тиристоров 3 возможны различные аварийные режимы, сопровождающиеся срывом нормального режима, заряда и возникновением - образованием контуров протекания тока короткого замыкания сети через анодную группу тиристоров зарядного выпрямителя 1, сглаживающий дроссель 2, один из переключающих тиристоров 3, или аккумуляторной батареи 5 через один из переключающих тлристоров 3 и вышедший из строя катодный тиристор выпрямителя 1. Соответственно возрастает и длительность протекания тока через переключающие тиристоры 3, которая в нормсшьных режимах работы строго фиксирована (0.8,1 или 1,2 мс1.Это приводит к увеличению длительности отрицательных импульсов напряжения на выходе дополнительного выпрямителя 7, увеличению закрытого состояния ключевого индикатора 8 длительности протекания тока, возрастанию до порогового значения напряжения генератора 9. линейно изменяющегося напряжения, срабатыванию порогового элемента 10 и формированию на выходе исполнительного органа 11 защиты

командного импульса, подаваемого, например, в блок управления для снятия управляющих импульсов- с тиристора выпрямителя и отключения коммутационной аппаратуры.

Благодаря тому, что защита устройства работает на принципе индикации длительности протекания импульсов тока, а не их среднего, действуюjuero или амплитудного значения, резко повышается чувствительность и надежность индикации предаварийного состояния устройства.

Построение предлагаемым образом защиты устройства обусловлено в первуй очередьспецифическим импульсным режимом работы переключающих тиристоров устройства, а также широким возможным диапазоном изменения величины зарядного тока, а соответственно, и амплитуды импульсов тока в цепи дополнительных тиристоров. А поскольку длительность протекания импульсов тока через переключающие тиристоры в нормальном режиме является постоянной фиксированной величиной, то ис пользование ее в качестве основного контрольного параметра резко повышает чувствительность и надежность срабатывания защиты устройства.

Положительный эффект заключается в четкой и надежной фиксации преддсварийного состояния работы устройства по длительности протекания импульсов тока через переключаквдие тиристоры. Это позволяет выбирать их только по нагрузочному трку без учета тока короткого замыкания, т.е. снизить их установленную мощность

в несколько раз. Соответственно снижаются масс-габаритные показатели и стоимость устройства.

Формула изобретения

Устройство для заряда а:гкумуляторной батареи, содержащее трехфазный мостовой выпрямитель на тиристо0рах со сглаживающим реактором и тиристорно-конденсаторный узел разряда на выходе с группой переключающих тиристоров между входом и выходом выпрямителя со стороны сглаживающего

5 реактора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его работы путем защиты его от внутренних коротких замыканий при срыве коммутации переключающих тиристоров, последовательно с тиристо0рами включены первичными обмотками трансформаторы тока, вторичные обмотки которых подключены через дополнительные выпрямитель, ключевой индикатор длительности протекания

5 тока, генератор линейно изменяющегося напряжения и пороговый элемент к исполнительному органу защиты устройства.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

. 1. Зорохович А.Е. и др. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М., Энергия, 1975,

5 с. 203.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2944555, кл. Н 02 J 7/10, 1980.