Устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ , содержащее четыре входные клеммы для подключения фазных обмоток трехфазного источника переменного тока , соединенных звездой с выведенной нейтралью, две положительные и две отрицательные выходные клеммы для подключения двух заряжаемых аккумуляторных батарей, три зарядно-разрядных и два разрядных конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом диоды в первой и второй ветвях включены последовательно-согласно , анодные выводы этих ветвей обт единены, а катодные подключены к первой и второй положительным выходным клеммам первая и вторая входные клеммы через первый и второй зарядно-разрядные конденсаторы соединены с второй и первой отрицательными выходными клеммами соответственно , причем анодные выводы вентилей третьей ветви подключены к первой и второй отрицательным выходным клеммам , а разрядные конденсаторы включены между четвертой входной клеммой и первой и второй положительными выходi ными клеммами соответственно, отличающееся тем, что, с це (Л лью улучшения удельных .энергетических показателей путем упрощения схемы и повышения зар ядного напряжения, точки соединения анодов первой и второй ветвей и катодов третьей объединены и через гретцй зарядно-разрядный конденсатор подключены к третьей входной клемме, а точки соединения диодов 1C первой и второй ветвей - к первой и О5 второй входным клеммам соответственно. to 00 оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК уш Н 02 J 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3374232/24-07 (22) 04.01.82 (46) 30.06.83. Бюл. 11 24 (72) В.К.Быстров, А.Г.Николаев и В ° В.Додотченко (53) 621.355.163(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 483728, кл. Í 01 М 10/44, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

11 799096, кл. H 02 J 7/02, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР и 902151, кл. Н 02 J 7/02, 1980.. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ1 содержащее четыре входные клеммы для подключения фазных обмоток трехфазного источника переменного то" ка, соединенных звездой с выведенной нейтралью, две положительные и две отрицательные выходные клеммы для, подключения двух заряжаемых аккуму" ляторных батарей, три зарядно-разрядных и два разрядных конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом диоды в первой

„SU,», 10262 8 и второй ветвях включены последовательно-согласно,анодные выводы этих ветвей объединены, а катодные подключены к первой и второй положительным выходным клеммам первая и вто1 .рая входные клеммы через первый и второй зарядно- разрядные конденсаторы соединены с второй и первой отрица" тельными выходными клеммами соответственно, причем анодные выводы вентилей третьей ветви подключены к первой и второй отрицательным выходным клеммам, а разрядные конденсаторы включе" ны между четвертой входной клеммой и первой и второй положительными выходными клеммами соответственно о т-! е л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных .энергетических показателей путем упрощения схемы и повышения зарядного напряжения, точ- С ки соединения анодов первой и второй .ветвей и катодов третьей объединены, и через третий зарядно-разрядный конденсатор подключены к третьей входной клемме, а точки соединения диодов первой и второй ветвей - к первой и второй входным. клеммам соответственно.

26238 2 образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом диоды в первой и второй ветвях включены последовательно-согласно и анодные выводы этих ветвей объединены, а катодные подключены к первой и второй положительным выхоДным клеммам первая и вторая входные клеммы через первый и второй зарядно-разрядные кон10 денсаторы соединены с второй и первой отрицательными выходными клеммами соответственно, причем анодные выводы вентилей третьей ветви подключены к первой и второй отрицательным выход"

1 ным клеммам, а разрядные конденсаторы включены между четвертой входной клеммой v, первой и второй положительными выходными клеммами Q3J.

1 10

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для заряда аккумуляторных батарей (АБ) и касается вопросов форсированного заряда АБ от трехфазного источника переменного тока (ТИПТ).

Известно устройство для заряда АБ, которое содержит три входные клеммы для подключения ТИПТ, положительную и отрицательную клеммы для соединения с заряжаемой АБ, два зарядно-разрядных конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой (1 ) .

Недостатками этого устройства являются сравнительно низкое зарядное напряжение, не превышающее амплитудного значения линейного напряжения

ТИПТ, постоянная составляющая асимметричного тока ограничена лишь внутренним сопротивлением источника, что приводит к значительному изменению зарядного тока по мере заряда АБ, срав нительно низкий КПД заряда и плохие удельные энергетические показатели.

Это ограничивает использование известного устройства.

Известно также устройство для заряда АБ асимметричным током, содержащее четыре входные клеммы для подключения фазных обмоток ТИПТ, соединенных в звезду с выведенной нейтралью, положительную и отрицательную выходные клеммы для соединения с заряжаемой АБ, четыре зарядно-разрядных конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой $2), Недостатками известного устройства является сравнительно низкое зарядное напряжение, не превышающее 3,37U (где Б дф - амплитуда фазного напряжения ТИПТ), что ограничивает удельные энергетические характеристики.

От него нельзя вести раздельный заряд двух АБ.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для заряда АБ асимметричным током, содержащее четыре входные клеммы для подключения фазных обмоток трехфазного источника переменного тока, соединенных звездой с выведенной нейтралью, две положительных и две отрицательных выходных клеммы для подключения двух заряжаемых AS, три зарядно-разрядных и два разрядных конденсатора и выпрямительный блок, Недостаток устройства состоит в сравнительно низком зарядном напряжении, не превышающем 4,46U и,ф, что уменьшает скорость передачи электрической энергии из ТИПТ в АБ, и его сравнительная сложность. Все это ухудшает удельные характеристики устройства.

Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей путем упрощения схемы и повышения зарядного напряжения, что увеличивает и скорость передачи энергии из трехфазного источника переменного тока в аккумуляторную батарею, а последнее уменьшает время заряда АБ.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряда АБ асимметричным током, содержащем четыре входные клеммы для подключения фазных обмоток трехфазного источникв перемен40 ного тока, соединенных звездой с выведенной нейтралью, две положительные и две отрицательные выходные клеммы для подключения двух заряжаемых АБ, три зарядно-разрядных и два разрядных конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом диоды в первой и второй ветвях включены последовательно-согласно, анод50 ные выводы этих ветвей объединены, а катодные подключены к первой и второй положительным выходным клеммам, первая и вторая входные клеммы через первый и второй зарядно-разрядные конден саторы соединены с второй и первой отрицательными выходными клеммами соответственно, причем анодные выводы вентилей третьей ветви подключены к

1026238 4 саторы 14 и 15 включены между четвертой входной клеммой и первой 5 и второй 6 положительными выходными клеммами соответственно. первой и второй отрицательным выходным клеммам, а разрядные конденсаторы включены между четвертой входной клеммой и первой и второй положительными выходными клеммами соответственно, точки соединения анодов первой и второй ветвей и катодов третьей объединены и через третий зарядно-разрядный конденсатор подключены к третьей входной клемме, а точки соединения диодов 10 первой и второй ветвей - к первой и второй входным клеммам соответственно.

На чертеже изображена электричес-. кая схема устройства для заряда аккумуляторной батареи асимметричным то- 15 ком.

Устройство содержит четыре входные клеммы 1-4 для подключения фазных обмоток I-III трехфазного переменного тока (ТИПТ), соединенных звездой с 20 выведенной нейтралью, две положительные 5 и 6 и две отрицательные 7 и 8 выходные клеммы для подкпючения двух заряжаемых AE 9 и 10, три зарядноразрядных 11-13 и два разрядных 14 и 25

15 конденсатора (при этом емкость конденсаторов 11 и 12 меньше, по крайней мере на порядок, емкости конденсатора

13, а емкость конденсаторов 14 и 15 определяется величиной переменной со- :З0 .ставляющей асимметричного тока) и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два .диода

16-21 в каждой..

Диоды первой (16 и 17) и второй (18 З5 и 19) ветвей включены последовательно-согласно и анодные выводы этих ветвей объединены, а катодные подключены к первой 5 и второй 6 положительным выходным клеммам соответственно. 40

Первая 1 и вторая 2 входные. клеммы через первый 11 и второй 12 зарядноразрядные конденсаторы соединены с второй 8 и первой 7 отрицательными входными клеммами соответственно, 45

Анодные выводы вентилей 20 и 21 третьей ветви подключены к первой 7 и второй 8 отрицательным выходным клеммам, точки соединения катодов вентилей 20 и 21 третьей ветви и анодов SO первой и второй ветвей (диодов 17 и

19) соединены вместе и через третий зарядно-разрядный конденсатор 13 подключены к третьей входной клемме 3.

Точки соединения диодов первой 16 и ss

17 и второй 18 и 19 ветвей соединены с первой 1 и второй 2 входными клеммами соответственно. Разрядные конденУстройство работает следующим образом.

Когда линейное напряжение U положительно (потенциал клеммы 3 выше потенциала клеммы 1), по цепи: обмотки 1 и III - клемма 3 - конденсатор

13 - диод 17 - клемма 1 - обмотки 1 и III до амплитуды 0 д линейного напряжения Ug заряжается третий зарядно-разрядный конденсатор 13 (постоянная времени заряда зарядно-разрядных конденсаторов много меньше длительности половины периода изменения линейного напряжения источника и при возрастании линейного напряжения напряжение на любом зарядно-разрядном конденсаторе практически следует за линейным напряжением ТИПТ). Когда линейное напряжение U l отрицательно (потенциал клеммы 1 выше потенциала клеммы 3), источник линейного напряжения U 4 соединяется последовательно-согласно с зарядно-разрядным конденсатором 13 и по цепи: фазные обмотки III и 1, клемма 1 - конденсатор 11 - диод 20 - конденсатор 13клемма 3 — обмотки ill и 1 до удвоенной амплитуды линейного напряжения ТИПТ заряжается зарядно-разрядный конденсатор 11 полярностью, показанной на чертеже (знак "+" на верхней обкладке).

Когда линейное напряжение U отрицательно (потенциал клеммы 3 выше потенциала клеммы 2), по цепи: фазные обмотки 11 и 111, клемма 3 - конденсатор 13 - диод 19 - клемма 2 - обмотки 11 и 111 до амплитуды линейного напряжения ТИПТ заряжается полярнос-тью, показанной на чертеже, зарядноразрядный конденсатор 13. Когда линейное напряжение U положительно (потенциал клеммы 2 выше потенциала клеммы 3), линейное напряжение U источника соединяется последовательно-согласно с напряжением на зарядноразрядном конденсаторе 13 и по цепи: фазные обмотки 111 и 11 - клемма 2конденсатор 12 - диод 21 - конденсатор 13 - клемма 3 - обмотки 111 и 1! до удвоенной амплитуды U линейного напряжения источника 2Б полярностью, показанной на чертеже, заряжается зарядно-разрядный конденсатор 12.

5 1

Когда линейное напряжение 0„ положительно (потенциал клеммы 1 выше потенциала клеммы 2), линейное напряI жение Ц1. источника соединяется последовательно-согласно с напряжением на зарядно-разрядном конденсаторе 12, величиной 2Uyqp,, и к АБ 9 по цепи: фазные обмотки 11 и 1 - клемма 1 и диод

16 - клемма 5 - AE 9 - клемма 7конденсатор 12 - клемма 2 - обмотки

1-1 и 1 прикладывается напряжение, в максимуме достигающее 3U,l„t,. До такого напряжения может через много периодов изменения линейного напряжения U зарядиться АБ 9.

12

Ъ

Когда линейное напряжение U отрицательно (потенциал клеммы 2 выше потенциала клеммы 1), линейное напряжение 01 источника соединяется последовательно-согласно с напряжением на зарядно-разрядном конденсаторе 11, величиной 2U p,, и к АБ 10 по цепи: фазные обмотки 1 и 11 - клемма 2диод 18 - клемма 6 - АБ 1О - клемма 8 - конденсатор 11 - клемма 1 . обмотки 1 и 11 прикладывается напряжение, в максимуме достигающее .3U» 5,2U @, где О „ф- амплитуда фазного напряжения источника. До такого напряжения может через много периодов изменения линейного напряжения U < зарядиться АБ 10, Установленные в вентильных цепях диоды препятствуют разряду зарядно-разрядных конденсаторов 11-13 и АБ 9 и 10 во время, когда напряжение зарядных цепей становится меньше напряжения на перечисленных выше накопителях электрической энергии.

Когда фазн ое напряжение 0 д положительно, через разрядный конденса026238 б тор 14 j емкость которого много меньше емкости зарядно-разрядного конденсатора 12) и АБ 9 по цепи: фазная обмотка 11 - клемма 2 - конденсатор 12клемма 7 - АБ 9 - клемма 5 - конденсатор 14 - клемма 4 - обмотка 11 проходит деполяризующий аккумуляторную батарею 9 импульс подразрядного .тока, Когда фазное напряжение U< положи10 тельно, через разрядный конденсатор

15 (емкость которого также много меньше емкости зарядно-разрядного конденсатора 11) и АБ 10 по цепи: фазная обмотка 1 - клемма 1 - конденсатор 11

15 клемма 8 - АБ 1О - клемма 6 - конденсатор 15 - клемма 4 -, обмотка 1 проходит деполяризующий АБ 10 импульс тока.

Так как максимальное напряжение, 20 прикладываемое для заряда АБ 9 и 10 устройства + = Ugg = 5,20 ), в .

1,17 раза больше, чем в прототипе (05-1 = 06 — — 4,460 дф, то скорость пере 1ачи энергии из ТИПТ в АБ 9 и 10, пропорциональная квадрату напряже" ния, прикладываемого к АБ, в этом устройстве в 1,36 раза больше, чем в прототипе.

Таким образом, объединение в устЗО ройстве для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током точек соединения анодов первой и второй ветвей и катодов третьей ветви и подключение их через третий зарядноразрядный конденсатор к третьей входной клемме, а точки соединения диодов первой и второй ветвей - к первой и второй входным клеммам соответственно приводит к улучшению удельных энергетических показателей устройства путем упрощения схемы устройства и повышения зарядного напряжения.

1026238

Составитель В.Оглоблев

Техред А.Бабинец Корректор Г.Огар

Редактор С.Юско филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4570/45 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5