Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током (его варианты)

 

1. Устройство для заряда аккумуляторной батарей асимметричным током, содержащее две выходные клеммы , трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам устройства, аккумуляторную батарею, дроссель с отпайками, тиристор и четыре выпрямительных диода , причем первый и торой соединены анодами и подключены к положительной выходной клемме и к катоду первого тиристора, который анодом связан с первым концом дросселя с отпайками , причем дроссель вторым концом связан с катодом третьего диода, который анодом подсоединен к катоду первого диода и одному концу вторичной обмотки трансформатора, другой конец которой связан с катодом второго и анодом четвертого диода, отличающееся тем, что, с -целью расширения функциональных возможностей зарядного устройства и уменьшения установленной мощности дросселя и трансформатора, в устройство введены еще один дроссель с отпайками и пять тиристоров, причем отрицательная выходная клемма подключена к катодам второго и третьего тиристоров, которые анодами подключены к:отпайкам соответствующих дросселей и анодам четвертого и пятого тиристоров, которые катодами связаны соответственно со вторыми концами дросселей, первый i конец второго дросселя подключен к аноду шестого тиристора, который ка (Л тодом соединен с положительной выходной клеммой, 2, Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее две выходные клеммы, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клем-: j мам устройства, дроссель с отпайка-00 ми и тиристор, причем положительел ная выходная клемма подключена к 4i катоду первого тиристора, который Од анодом связан с первым концом дросселя с отпайками, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей зарядного устройства и уменьшения установленной мощности дросселя и трансформатора, вторичная обмотка трансформатора выполнена с нулевой отпайкой, и в устройство введены еще один дроссель с отпайками, пять тиристоров и два выпрямительных диода, причем положительная выходная клем

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) з(я) H 02 J 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3361114/24-07 (22) 08. 12.81 (46) 15.10.83. бюл. и 38 (72) В.Я.Жуйков, И.Е.Коротеев и Б.И..Калитуха (71) Киевский ордена Ленина политех" нический институт им. 50-летия Ве" "ликой Октябрьской социалистической революции (53) 621.355.163(088.8) (56) 1. Патент CWA и 3597673, кл. 320-5, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР и 591984, кл. H 07 J 7/10, 1976.

3. Авторское свидетельство CCCP: и 463176, кл. Н 02 J 7/10, 1973.

4. "Электричество", 1975, и 12, с. 66-68, рис. 2 и. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯ.

ТОРНОЙ бАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ (ЕГО,ВАРИАНТЫ) (57) !. Устройство для заряда акку" муляторной батареи асимметричным током, содержащее две выходные клеммы, трансформатор, первичная обмот- ка которого. подключена к входным клеммам устройства, аккумуляторную батарею, дроссвль с отпайками, тиристор и четыре выпрямительных диода, причем первый и второй соединены анодами и подключены к положительной выходной клемме и к катоду перво. го тиристора, который анодом связан с первым концом дросселя с отпайка" ми, причем дроссель вторым концом связан с катодом третьего диода, KQ» торый анодом подсоединен к катоду пер. вого диода и одному концу вторичной обмотки трансформатора, другой конец которой связан с катодом второго и анодом четвертого диода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей зарядного устройства, и уменьшения установленной мощности дросселя и трансформатора, в устройство введены еще один дроссель с отпайками и пять тиристоров, причем отрицательная выходная клемма подключена к катодам второго и третьего. тиристоров, которые анодами подключены к:отпайкам соответствующих дросселей и анодам четвертого и пятого тиристоров, которые катодами связаны соответственно со вторыми концами дросселей, первый конец второго дросселя подключен к Я аноду шестого тиристора, который катодом соединен с положительной выход" ной клеммой.

2. Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее две выходные клеммы, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клем-: мам устройства, дроссель с отпайка". ми и тиристор, причем положитель" ная выходная клемма подключена к катоду первого тиристора, который анодом связан с первым концом дросселя с отпайками, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей зарядного устройства и уменьшения установленной мощности дросселя и трансформатора, вторичная обмотка трансформатора выполнена с нулевой отпайкой, и в устройство вверены еще один дроссель с отпайками, пять тиристоров и два выпрямительных диода, причем положительная выходная клем1048546 нс5

25

35 ма подключена к нулевой отпайке тра форматора питания и к катоду второго тиристора, который анодом подклю чен к первому концу второго дросселя с отпайками, а отрицательная выходная клемма связана с катодами третьего и четвертого тиристоров, которые анодами подключены к отпайкам соответствующих дросселей, и с анодами пятого и шестого тиристаров, которые катодами подключены к. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ускоренного заряда аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации.

Известно устройство, осуществляющее заряд батарей асимметричным током, содержащее регулируемый заряд". ный выпрямитель, управляемые ключевые элементы, линейный дроссель, в котором энергия, отдаваемая аккумуляторами при протекании импульса разрядного тока, рассеивается на сопротивлении f 1) .

Недостатками этого устройства яв» ляются сложность управления, низкие функциональные возможности и низкие: энергетические показатели за счет того, что энергия, отдаваемая акку" муляторами при протекании импульсов разрядного тока, рассеивается на активных сопротивлениях.

Известно устройство, осуществляющее заряд аккумуляторных батарей асимметричным током, содержащее зарядный выпрямитель, управляемые ключевые элементы, линейный дроссель с отпайкой, в котором запасается энергия разрядного импульса тока и в следующий период работы устройства поступает на заряд аккумуляторной батареи f2) .

Недостатком этого устройства является сложность регулирования параметров разрядного импульса и высокая установленная мощность трансформатора и дросселя за счет того, что разрядный импульс тока получают только за счет суммы противоЭДС сглаживающего дросселя и ЭДС аккумуляторной батареи. вторым концам соответствующих дрос" селей, причем второй конец первого дросселя с отпайками соединен с ка" тодом первого выпрямительного диода, который анодом подключен к одному концу вторичной обмотки трансформатора питания, а второй конец второго дросселя с отпайками подключен к катоду второго выпрямительного диода, который анодом связан с другим концом вторичной обмотки трансформатора.

Известно также устройство, представляющее собой устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током с индуктивно-емкостным накопителем энергии разрядного импульса. Устройство содержит регулируемый зарядный выпрямитель, управляемые и неуправляемые ключевые эле" менты, линейный и коммутирующий дроссели, причем в линейном дросселе накапливается энергия из. источника питания, которая е следующий полупериод работы отдается на заряд аккумуляторной батареи, а также разрядный конденсатор, в котором происходит накопление энергии импульса разрядного тока, которая в следующий полупериод работы также отдается на заряд аккУмуляторной батареи f3(.

Недостатком данного устройства являются низкие функциональные воэможности за счет малого диапазона регулирования параметров разрядноro импульса тока, так как параметры разрядного импульса тока определяются в основном емкостью конденса" тора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током, содержащее двухполупериодный выпрямитель, дроссель с отпайками, выполняющий одновременно функции сглаживающего и нако" пительного дросселя, батарею аккумуляторов, подключенную одним концом к двухполупериодному выпрямителю, а другим - к отпайке дросселя, и ключ, одним концом подключенный к аккуму,l

3 104854 ляторной батарее и двухполупериод- . ному выпрямителю, а другой его конец подключен к соответствующей отпайке дросселя (41.

Недостатками известного уст5 ройства являются низкие функциональные возможности эа счет малого диапазона-регулирования параметров разрядного импульса тока, а также большая установленная мощность дросселя и трансформатора за счет того, что разрядный импульс тока формируется при отключенном заряд-. ном выпрямителе только эа счет ЭДС аккумуляторной батареи и противоЗДС накопительного дросселя.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устройства и уменьшение установленной мощности дросселя и трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда аккумуляторных батарей асимметричным током, содержащее две выходные клем" мы, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам устройства, аккумуляторную батарею, дроссель с отпайками, тиристор и четыре выпрямительных диода, причем первый и второй соединены анодами и подключены к положительной выходной клемме и к катоду первого ..тиристора, который анодом связан с первым концом дросселя с отпайками, причем дроссель вторым Ko öîì связан с катодом третьего диода, который анодом подсоединен к катоду первого . диода и одному концу вторичной обмотки трансформатора, другой. конец которой связан с катодом второго и анодом четвертого диода, введены еще один дроссель с отпайками и пять тиристоров, причем отрицательная выходная клемма подключена к катодамвторого и третьего тиристоров, кото- 4 рые анодами подключены к отпайкам соответствующих дросселей и анодам четвертого и пятого тиристоров, которые катодами связаны соответственно со вторыми концами дросселей,, 50 первый конец второго дросселя подклю= чен к аноду шестого тиристора, кото" рый катодом соединен с положительной выходной клеммой.

Во втором варианте исполнения 55 устройства для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, - содержащего две выходные клеммы, I

6 4 трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам устройства, дроссель с отпайками и тиристор, причем положительная выходная клемма подключена к катоду первого тиристора, который анодом связан с первым концом дросселя с отпайками, вторичная обмотка трансформатора выполнена с нулевой отпайкой, и в устройство введены еще один дроссель с отпайками, пять тиристоров и два выпрямительных диода, причем положительная выходная клемма подключена к нулевой отпайке трансформатора питания и к катоду второго тиристора, который анодом подключен к первому концу второго дросселя с отпай" ками, а отрицательная выходная клемма связана с катодами третьего и четвертого тиристоров, которые анодами подключены к отпайкам соответствующих дросселей, и с анодами пято" го и шестого тиристоров, которые катодами подключены к вторым концам соответствующих дросселей, причем второй конец первого дросселя с отпай ками соединен с катодом первого выпрямительного диода, который анодом подключен к одному концу вторичной обмотки трансформатора питания, а второй конец второго дросселя с отпайками подключен к катоду второго выпрямительного диода, который анодом связан с другим концом вторичной обмотки трансформатора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема силовой части. устройства, первый вариант; на фиг. 2 то же, второй вариант; на фиг.3" один из вариантов функциональной схемы системы управления тиристорами.

Устройство по первому варианту содержит аккумуляторную батарею 1 (фиг. 1), соединенную положительной обкладкой с катодами тиристоров 2 и 3, а другой обкладкой - с катодами гиристоров 4 и 5 и анодами тирисгоров б и 7, которые катода- ми подключаются ко вгорым концам соответствующих дросселей с отпайками 8 и 9 и катодами соответствующих диодов 10 и 11 зарядного выпрямителя. Диод 10 зарядного выпрямителя соединен анодом с одним концом вторичной обмотки грансформагора 12 и с катодом диода 13 зарядного выпрями геля, другим концом вгоричная обмотка грансформатора.12

5 10 подключена к аноду диода 11 и к катоду диода 14 зарядного выпрямителя, который своим анодом связан с анодом диода 12 и положительной обклад кой аккумуляторной батареи 1. Первые концы дросселей с отпайками 8 и 9 соединены соответственно с анодами тиристоров 2 и 3, а аноды тиристоров 4 и 5 связаны с соответ.ствующими отпайками дросселей 8 и

Во втором варианте устройства ак" кумуляторная батарея 15 (фиг. 2) соединена положительной обкладкой с катодами тиристоров 16 и 17, а другой обкладкой - с катодами тирис-. торов 18 и 19 и анодами тиристоров 20 и 21, которые катодами подключены ко вторым концам соот- ветствующих дросселей с отпайками

22 и 23 и катодам соответствующих диодов 24 и 25 зарядного выпрямителя, которые анодами подключены к крайним выводам вторичной обмотки трансформатора 26, а средняя точка трансформатора соединена с положительной обкладкой аккумуляторной батареи 15. Аноды тиристоров 16 и

17 соединены, соответственно с первыми концами дросселей 22 и 23, а аноды тиристоров 18 и 19 подключены соответственно к отпайкам дросселей 22 и 23. Импульсы управления тиристорами поступают иэ системы управления.

Один иэ вариантов системы управ" ления ее функциональной схемы представлен на фиг; 3.

Система управления состоит из фор мирователя 27 прямоугольных импульсов и формирователя 28 прямоугольных импульсов с регулируемой длительностью, входы которых соединены и на этот общий вход поступает импульс ное выпрямленное напряжение сети.

Выход формирователя 27 прямоугольных импульсов соединен со входом счетчика 29, коэффициент которого равен двум. Выход формирователя 28 прямоугольных импульсов с регулиру, емой длительностью соединен со вторым входом схемы 30 совпадения, на первый вход которой подается напря- жение, равное логической единице.

Первый выход счетчика 29 соединен со входом усилителя-формирователя

31, второй выход счетчика 29 связан со входом усилителя-формирователя

32, Выход формирователя 27 прямо48546

55 угольных импульсов связан со входомусилителя-формирователя 33, выход схемы 30 совпадения связан с входом усилителя-формирователя 34.

Выход усилителя-формирователя 31 подключен к управляющему электроду тиристора 7 (фиг, 1), выход уси" лителя-формирователя 32 - к управляющему электроду тиристора 6, выход усилителя-формирователя 33к управляющему электроду тиристоров

2 и 3, выход усилителя-формирователя 34 - к управляющим электродам тиристоров 4 и 5. функционирование устройства . для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током рассмотрен на примере первого варианта, так как отличие в функционировании первого варианта от второго состоит только в работе зарядных выпрямителей.

Диод 10 зарядного выпрямителя от-. пирается при поступлении на его анод положительной полуволны переменного напряжения. Одновременно с ним отпирается управляющим импульсом с выхода усилителя-формирователя 33 тиристор 2, и в дросселе 8 происходит накопление энергии непосредственно от источника питания, ток протекает по цепи: диод 10 зарядного выпрямителя, накопительный дроссель 8, тиристор 2, диод 14, Одновременно с диодом 10- и тиристором 2 отпираются тиристоры 3 и 7 управляющими импульсами соответственно с выходов усилителей-формирователей 33 и 31 системы управления, и энергия, запасенная в дросселе 9 за предыдущий период работы, отдается на заряд аккумуляторной батареи 1, причем зарядный ток протекает по цепи: дроссель 9, тиристор 3, аккумуляторная батарея 1, ти- ристор 7.

В конце полупериода работы устройства управляющим импульсом с выхода усилителя-формирователя 34 системы управления отпирается тиристор и за счет суммы напряжения источника питания, ЭДС аккумуляторной батареи 1 и ЭДС самоиндукции дросселя 8 формируется импульс разрядного тока, протекающего по цепи: диод 10 зарядного выпрямителя, часть дросселя 8, тиристор 4, аккумуляторная багарея 1, диод 14. При этом тиристор 2 запирается, а энергия зарядного импульса запасается в

7 1048 дросселе 8. В следующий полупериод работы отпирается диод 1.1 и тиристор 3 управляющим импульсом с выхода усилителя-формирователя 33 сис-, темы управления, и в дросселе 9 происходит накопление энергии непо- средственно от источника питания, при этом диод 10 и тиристор 4 запи раются, и ток протекает по цепи: диод 11 зарядного выпрямителя, дрос- .10 сель 9; тиристор 3, диод,13. Одновременно с диодом 11 и тиристором

3 отпираются тиристоры 2 и 6 управляющими импульсами соответственно с выходов усилителей-формирователей 15

33 и 32 системы управления, и энер" гия, запасенная в дросселе 8 за прош-, лый полупериод работы устройства,отдается на заряд аккумуляторной батареи l, сглаженный зарядный ток ..20 протекает по цепи: дроссель 8, тиристор 2, аккумуляторная батарея 1, тиристор 6.

В конце этого полупериода работы устройСтва управляющим импульсом с 25 выхода усилителя-формирователя 34 системы управления отпирается тиристор 5, при этом за счет суммы напряжения источника питания, ЭДС самоиндукции дросселя 9 и ЭДС ак- . gp кумуляторной батареи 1 формируется импульс .зарядного тока, протека.ющего по цепи: диод 11 зарядного вы" прямителя, часть дросселя 9, тиристор 5, аккумуляторная батарея 1; диод 13. При этом тиристор 3 запи546 рается, а энергия разрядного импуль са запасается в дросселе 9.

Длительность разрядного импульса зависит от момента включения тиристоров 4 и 5 относительно конца полупериода работы устройства, а вмплитуда разрядного импульса зависит от того, к какой отпайке дросселя 8 или

9 подключается соответственно тиристор 4 или 5.

Таким образом, изменяя импульсами управления длительность открытого состояния тиристоров 4 и 5, а также подсоединяя их к соответствующей отпайке дросселей 8 и 9,можно регупировать амплитуду и длительность разрядного импульса в широких пределах, т.е. повысить функциональную возможность зарядного устройства при высоком КПД. А за счет тога, что в накопительных дросселях происходит накопление энергии непосредственно от источника питания, минуя заряженную аккумуляторную батарею, существенна уменьшается установленная мощность дросселя и трансформатора.

Повышение функциональной возможности зарядного устройства позволяет подобрать параметры разрядного и зарядного импульса. вполне определенными для каждого вида аккумуляторных батарей, что приводит к существенному улучшению быстроты и ка" чества зарядки батареи и повышает срок ее службы.

1048546

24

Фиг,2 я Уют. 7 к Рена. 6

t kerr<. Ри,У

h &ю. Фи5

Составитель И.Найдина

Редактор И .Петрова Техред М.Гергель Корректор А.Повх

Заказ 7943/58 Тираж 617 Подписное

ЭНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4