Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током Советский патент 1983 года по МПК H02J7/10 

ме устройства, зарядный и перезарядный тиристоры. Зарядный источник пул сирующего тока формирует импульсы то ка частотой 100 Гц, в паузах между .которыми узел разряда обеспечивает формирование разрядных деполяризирую щих импульсов тока 4 . Недостатками такого устройства яв ляются повышенная сложность исполнения, пониженный КПД и высокая установленная мощность вентильного оборудования. Цель изобретения - повышение КПД заряда и Снижение установленной мощности вентильного оборудования. Указанная цель достигается тем, что в устройстве содержащем разрядный источник пульсирующего тока и узел разряда на основе тиристорного ключа, соединенного катодом с одной выходной клеммой устройства, и конденсатора, одна обкладка которого подключена к другой выходной клемме устройства, зарядный источник пульсирующего тока выполнен на основе трансформатора со средним выводом вторичной обмотки, подключенным к од ной выходной клемме устройства, и тиристорного моста, к входу которого подключены крайние выводы вторичной обмотки трансформатора, а в выходную диагональ моста включен конденсатор так, что другая его. обкладка соедине на с анодом тиристорного ключа через до полнительный дроссель, причем тиристорь в смежных плечах моста соединены встречно-последовательно. На фиг. 1 приведена принципиальна схема устройства; на фиг, 2 а, б и в диаграммы, характеризующие его работ Устройство содержит трансформатор 1, тиристоры 2-6, дроссель 7, конден сатор 8 и работает на аккумуляторной батарее 9. Тиристоры 2-5 образуют вентильный мост, подключенный входной диагональю к концам вторичной обмотки трансформатора 1, а выходной диагональю к обкладкам конденсатора 8 узла разряда, состоящего из последовательно соединенных между собой тиристора б, дросселя 7, конденсатоPci 8 и подключенного к выходным зажимам устройства и аккумуляторной батарее 9. Средний вывод трансформатора 1 подключен к выходному зажиму устройства со стороны противоположной конденсатору 8. Устройство работает следующим образом. . При подаче на вход трансформатора 1 сетевого напряжения на концах его вторичной обмотки формируется согласованное пониженное напряжение, выпрямляемое с помощью тиристоров 2 и по двухфазной двухполупериодной нуле вой схеме выпрямления. Под разностью выпрямленного пульс рующего напряжения и противоЭДС ак- 65 на кумуляторной батареи 9 в последней протекает импульсный зарядный частотой 100 Гц. В паузах между зарядными импульсами тока формируют разрядные деполяризирующие импульсы тока путем подачи управляющих импульсов на разрядный тиристор 6. При его отпирании происходит колебательный процесс разряда аккумуляторной батареи 9 через дроссель 7 на конденсатор 8 с.формированием в разрядной цепи деполяризирующего импульса полусинусоидальной формы.-После перехода разрядного импульса через нулевое значение и перезаряда конденсатора до напряжения противрположной полярности происходит запирание тиристора б с приложением к нему обратного восстанавливающего напряжения, равного разности напряжений на обкладках конденсатора 8 и ЭДС аккумуляторной батареи -9. Обратный переЭаряд конденсатора 8 обеспечивается зарядным током выпрямителя при поочередном отпирании тиристоров 4 и 5. В этом случае обраэуется второй двухфазный двухполупериодный выпрямитель, работающий уже на разность напряжений аккумуляторной батареи 9 и конденсатора В. Фазовое регулирование угла включения тиристоров 2 и 3 обеспечивает регулирование зарядных импульсов тока, а тиристоров 4 и 5 - регулирование величины напряжения перезаряда конденсатора 8 и, соответственно, величины разрядных деполяризирующих импульсов тока. На фиг. 2 а приведены формы выпрямленного напряжения с частотой пульсации 100- Гц и противоЭДС аккумуляторной батареи,, , На фиг. 2 б показана форма результирующего асимметричного тока в цепи аккумуляторной батареи 9. При неработающем узле формирования разрядных импульсов тока 6, 7 и 8 через батарею 9 протекают положительные импульсы тока irj, обусловленные работой тиристоро 2 и 3. При работающем узле разряда появляются деполяризирую- & щие импульсы тока i, а положительные импульсы тока увеличивгиотся на величину рекуперируемого через тиристоры 4 и 5 в батарею 9 тока перезаряда конденсатора В. На фиг. 2 в показана форма напряжения на конденсаторе 8. Амплитуды отрицательной и положительной полуволн напряжения определяются углом фазового включения .тиристоров 4 и 5, от которого зависит величина суммарного мгновенного значения напряжения контура перезаряда конденсатора 8, Фазовое управление тиристоров 2 и 3 и 4 и 5 может быть одноканальным основе RC-пилы со стабилитронами.

В частном случае вместо тиристоров 2 и 3 могут быть установлены диоды, рто упрощает устройство и обеспечивает самоснижение зарядных импульсов тока по.мере заряда аккумуляторов. В качестве дросселя 7 может быть использована индуктивность разрядного контура аккумуляторной батареи и соединительного кабеля.

В случае необходимости реализации двухступенчатого режима заряда с постоянным сглаженным током на первой ступени заряда (применительно к свиицово-кислотным аккумуляторам) последовательно в зарядную цепь может быть включен сглаживающий дроссель с шунтирующим ключевым элементом.

Благодаря изменению внутренних схемных связей асимметричным током достигнуто значительное упрощение устройства и повышение КПД за счет однократного пропускания зарядного, разрядного и переразрядного тока только через один тиристор (или диод) с сохранением регулировки и рекуперации в аккумуляторную батарею энергии, запасаемой в разрядном конденсаторе . Соответственно снижается и установленная мощность вентильного оборудования. «

Особенно эффективна предлагаемая схема для заряда аккумуляторных батарей с напряжением менее 100 В (6, 12, 24, 28, 40, 70 В) применяемых на автотранспорте, электрокарах и электропогрузчиках, когда падание напряжения в вентилях (1,5-2 В) соизмеримо с выходным напряжением зарядных устройств.Например, при использовании ее в бытовых зарядных устройствах для заряда стартерных аккумуляторных батарей .напряжением в 6 и 12 В (тип ВАЗ-б (12-6- 4)) предлагаемая схема позволит снизить электрические потери примерно в два раза.

; Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее зарядный источник пульсирующего тока и узел разряда на основе тиристорного ключа, соединенного катодом с одной выходной клеммой устройства, и конденсатора, одна обкладка которого подключена к другой выходной клемма устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД заряда и снижения установленной мощности вентильного оборудования, зарядный источник пульсирующего тока выполнен на основе трансформатора со средним ВЫВОДСМ4 вторичной обмотки, подключению к одной выходной клемме устройства, и JTHPHCторного моста, к входу кЬторого-подключены крайние выводы вторичной об°|мотки трансформатора, а в К:1ходиую диагональ моста включен конденсатор так, что другая его обкладка соединена с анодом тиристорного ключа, че рез вновь введенный дроссель, причем тиристоры в смежных плечах Кюста соединены встречно-последоЁ пьно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зорохович А.Е. и др. Устройства для заряда И разряда аккумуляторных батарей. М., Энергия, 1975, с. 203.

2.Фидатов В.Н. Устройства для заряда аккумуляторных батарей ассикметричным током.-Электротехн.пром-сть. Сер. ПреОбраэОват. техника., 1967, вып. 8 (103} , с. 12..

3.Авт( свидетельство СССР 1 463176, кл. Н 02 I 7/10, 1975.

4.Авторское свидетельство СССР 799078, кл. Н 02 I 7/10, 1979.

г(ЖГ1

с-

/s

Г

/t.f

l/f

/X А /Г /Л /

V V V у

t

/Л5 /ПА /.

I

-ДА