Устройство для заряда аккумуляторной батареи ассиметричным током

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ текСМ, содержащее трехфазный трансформатор , мостовой выпрямитель на тиристорах и сглаживающим дросселем на выходе, переключгиощие тиристоры, подключенные между входом мостаи и выходным зажимбм устройства со стороны дросселя, и первый тиристорнодроссельно-конденсаторный узел разряда с тиристором перезаряда, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения КПД и надежности в работе, оно снабжено ьторым аналогичным узлом разряда, при этом тиристор перезаряда включен согласно-после-, § довательно с разрядными тиристорами узлов разряда и встречно параллельно выходным зажимам устройства через разрядные дроссельно-конденсаторные узлы. со у САЭ СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59.Н 0 -J 7 0:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3577571/24-07 (22) 15.04.83 (46) 23.06.84. Бюл. 9 23 (72) В.Н.Филатов (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический. институт силовой полупроводниковой техники Завода Электровыпрямитель (53) 621.355.163(088.8) (56) 1 . Зорохович A . E ° и др. Устройство для заряда и разряда аккумулятор ных батарей . М ., Энергия, 1975, с. 203-204.

2, Филатов В.Н, Устройства заряда аккумуляторных батарей асимметричным током. НТС. ЭП, сер. Преобразовательная техника, 1978, У 8, с. 12-15.

3. Авторское свидетельство СССР

9 922953, кл. H 02 7 7/10, 1981, 4, Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3478972/24-07, кл. Н 02 J 7/10, 1982.

5. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3480969/07, кл. Н 02 J 7/10, 1982. й

„„SU„„ I 099350 A (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОИ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ

ТОКСИ, содержащее трехфазный трансформатор, мостовой выпрямитель на тиристорах и сглаживающим дросселем на выходе, переключающие тиристоры, подключенные между входом моста,и выходным зажимом устройства со стороны дросселя, н первый тиристорнодроссельно-конденсаторный узел разряда с тиристором переэаряда, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности в работе, оно снабжено sторым аналогичным узлом разряда, при этом тиристор перезаряда включен согласно-после- довательно с разрядными тиристо- Щ рами узлов разряда и встречно параллельно выходным зажимам устройства через разрядные дроссельно-конденсаторные узлы.

1099350

15

25

40 ные между входом моста и выходом уст60 дой. Трансформатор и тиристорный мост 65

Изобретение относится к электротехнике и может найти практическое применение в устройствах ускоренного заряда аккумуляторных батарей, преимущественно снинцов о-кислотных, Известны устройства для ускоренного заряда аккумуляторных батарей, асимметричным током, выполненные на основе тиристорного выпрямителя со сглаживающим дросселем на ныходе и тиристорно-дроссельно-конденсаторного узла разряда с цепью перезаряда . конденсатора.

Выпрямитель со сглаживающим дросселем обеспечивает заряд аккумуляторной батареи постоянным током, на который на стадии доэаряда накладываются периодически разрядные деполяризующие импульсы тока малой длительности.и большой амплитуды, формируе,мые путем разряда аккумуляторной ба тареи через разрядные тиристор и дроссель н а к онден сатор, перез аряжаемый нентильно-дроссельной. цепью пере заряда, Различные их модификации различаются структурой разрядных и перезарядных цепей, их взаимосвязью между собой и с элементами выпрямителя, наличием дополнительных узлов и элементов (13 и (23

Для понышения энергетических показателей устройств н них устанавливают переключающие тиристоры между входом мостового выпрямителя и выходом устройстна со стороны сглаживающего дросселя, обеспечивающие формирование бестоковых пауз н цепи аккумуляторной батареи в момент подачи на нее деполяризующих .импульсов С33, Для обеспечения стабилизации или регулирования параметров деполяризующих импульсов тока в них вводят дополнительные цепи и применяют более сложные алгоритмы управления, обеспечивая регулирование уровня предварительного заряда конденсатора, а соответственно,и амплитуды деполяризующих импульсов токà Р4 3.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее трехфазный трансформатор, мостовой выпрямитель на тиристорах со сглаживающим дросселем на выходе, переключающие тиристоры, подключенройства со стороны сглаживающего дросселя, и тиристорно-дроссельноконденсаторный узел разряда с тиристором перез аряда конденсатора, подключенным между обкладкой конденса,тора со стороны разрядного тиристора и нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора, соединенной звез45

55 со сглаживающим дросселем на выходе образуют зарядную часть устройства, обеспечивающую заряд аккумуляторной батареи сглаженным постоянным током повышенной плотности. На стадии дозаряда переключающие тиристоры обеспечивают формирбнание бестоковых пауз в цепи аккумуляторной батареи, но время которых и производят разряд батареи на тиристорно-дроссельно-конденсаторный узел разряда. Переэарядный тиристор обеспечивает переэаряд конденсатора и регулирование напряже ния его перезаряда эа счет фаэоимпуль гного управления (53. Недостатками известного устройства являются необходимость использова.ния нулевого вывода для подключения переключающего тиристора, что иногда практически невозможно, сложность системы управления, необходимость применения полностью упранляемого перезарядного тиристора, а также пониженный КПД устройства, обусловленный пропусканием переэарядных импульсон тока через выпрямитель.

Цель изобретения — повышение КПД

1 и надежности работы устройства.

Указ анная цель дости гаетс я тем, что в устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее трехфазный трансформатор, мостовой выпрямитель на тиристорах и сглаживающим дросселем на выходе, переключающие тиристоры, подключенные между входом моста и ныходным зажимом устройстна со сТо роны сглаживающего дросселя, и первый тиристорно-дроссельно-конденсаторный узел разряда с тиристором перезаряда, введен второй аналогичный узел разряда, при этом тиристор перезаряда включен согласно-последовательно с разрядными тиристорами узлов разряда и встречно-параллельно выходным зажимам устройства через разрядные дроссельно-конценсаторные узлы, На фиг, 1 приведена приципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг„ 2 а,б — диаграммы токов и напряжений, характеризующие работу устройства, устройство содержит трансформатор

1, тиристорный мост на тиристорах

2-13, дроссели 14-16, конденсаторы

17 и 18 и работает на аккумуляторную батарею 19.

Тиристорный мост 2-7 с трансформатором 1 на входе и дросселем 14 на выходе образуют трехфазный мостовой управляемый выпрямитель, Переключающие тиристоры 8-10 подключены между входом тиристорного моста 2-7 и выходом устройства со стороны сглаживающего дросселя 14.

Параллельно выходным зажимам устрой. ства подключены первый узел разряда, 109 9 35,0 состоящий иэ последовательно соединенных тиристора 11, дросселя 16, конденсатора 18, и второй узел разряда, состоящий иэ последовательно соединенных конденсатора 17 дросселя 15 и тиристора 13. Переэарядный тиристор 12 подключен согласно-последовательно между разрядными тиристорами 11 и 13-. Аккумуляторная батарея 19 подключена параллельно выходным зажимам устройства, !О

При подаче на вход устройства сетевого напряжения система автоматического управления начинает выдавать

: управляющие импульсы на тиристоры

2-7, при отпирании которых проиcxo-. — 15 дит выпрямление сетевого напряжения, сглаживание выпрямленного постоянного тока дросселя 14 и заряд аккумуляторной батареи 19 током, регулируемым в заданных пределах системой фазоимпульсного управления устройством.

При достижении аккумуляторной батареей 19 требуемого уровня зарядки, контролируемого известными методами, ее дозаряжают асимметричным током, например, частотой 150 Гц. Для этого подают дополнительные управляющие импульсы на переключающие тиристоры 8, 9 и 10 с опережением на величину

1требуемой бестоковой паузы относИтеяь-З но моментов их естественной коммутации (0,8-1 м/c) и переключают ток выпрямителя на внутренний контур, минуя цепь аккумуляторной батареи 19.

В зарядном токе батареи создаются . 35 бестоковые паузы, во время которых формируют разрядные деполяризующие импульсы тока, подавая управляющий импульс на разрядные тиристоры 11 и

1 3. При их отпирании происходит раз- 4g ряд батареи 19 сразу на два разрядных контура 11, 16, 18 и 13, 15, 17 °

В цепи батареи 19 протекает удвоенный по амплитуде разрядный деполяризующий импульс тока, После его 45 окончания и запирания разрядных тиристоров 11 и 13, а также прекращения бестоковой паузы подается отпирающий импульс на переэарядный тиристор 12. Образуется контур перезаряда двух согласно-последовательно включенных по напряжению конденсаторов 17 и 18 и двух дросселей 15 и

16. Протекает импульс тока перезаряда конденсаторов 17 и 18, являющийся одновременно и зарядным для батареи 19, обеспечивающим дополнительное возрастание величины зарядных импульсов тока за счет возвращения энергии разряда.

При необходимости регулирования,. 60 или стабилизации длительности или амплитуды разрядных импульсов тока разрядные тиристоры включают не одновременно, а с фазовым сдвигом, за счет которого обеспечивается геомет- 65 рическое сложение в цепи батареи 19 разрядных импульсов обоих контуров

11, 16„18 и 13, 15, 17, На фиг. 2а приведена форма результирующего асимметричного тока в цепи аккумуляторной батареи 19. 3а счет формирования разрядных импульсов в бестоковые паузы обеспечивается снижение установлеиной мощности оборудования устройства и повышение КПД.

Благодаря возможности геометрического сложения импульсов тока двух разрядных контуров устройство обеспечивает возможность регулирования пара.метров разрядных деполяризующих импульсов тока беэ увеличения установленной суммарной мощности разрядных узлов.

На фиг. 2б приведена форма напряжений, действующих в одном иэ разрядных и перезарядном контурах, Видно, что в перезарядном контуре происходит суммирование напряжений конденсаторов, что способствует более полному возвращению энергии разряда, запасенной в конденсаторах, обратно в аккумуляторную батарею и эквивалентно, введению. в переэарядный контур,дополнительного источника, в качестве которого в прототипе использовалась половина выпрямителя (нулевая точка).

При этом энергия возвращается непосредственно в батарею без обтекания дополнительных цепей устройства, т.е. с пониженными потерями.

Эа счет малой кратности раскачки напряжений на разрядных конденсатоIpax изобретение особенно эффективно в устройствах для заряда аккумуляторных батарей в сотни вольт, При этом можно подобрать такие параметры разрядно-переэарядных контуров, что конденсаторы будут работать в униполярном режиме, что позволяет применить малогабаритные униполярные конденсаторы .

Разрядные дроссели 15 и 16 могут быть выполнены на магнитопроводе с

1 общей магнитной св яз ью для снижения их массогабаритных показателей ..

При малой длительности разрядных импульсов тока и большой их амплитуде для улучшения форти зарядных импульсов тока (устранения выбросов тока перезаряда) последовательно с перезарядным тиристором необходимо устанавливать дополнительный перезарядный дроссель.

Установление дополнительной тиристорно-дроссельно-конденсаторной цепочки, не вызывая увеличения установленной мощности оборудования узла разряда, приводит к снижению установленной мощности оборудования зарядного выпрямителя на 3-5Ъ за счет устранения его доэагрузки перезарядными импульсами тока. Этим же обус1099350

И о

Составитель В.Оглоблев

Редактор М.Петрова Техред Л,Мартяшова ..

Корре к тор М . Шароши

Подписное

Заказ . 4379/41......Тираж . 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по .делам изобретений и открытий

113035 q Москва, Ж-35р Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 ловлен и более высокий КПД устройства поскольку перезарядный импульс тока подается непосредственно в акку-муляторную батарею, подэаряжая ее.

Предлагаемое устройство может применяться и без переключаинцих тиристоров, сохраняя возможность регулирования амплитуды и длительности раз рядных импульсов тока.