Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „1275646

А1 (Su 4 Н 02 J 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3884863/24-07 (22) 25.02.85 (46) 07. 12.86,Бюл. И 45 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Артема и Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт подземной гидравлической добычи угля "УкрНИИГидроуголь" (72) Н.П. Пермяков, В.Д. Фурсов, В.Т. Лапыгин, В.И. Поваренков и Г.М.Бажин (53) 621.355.163(088.8) (56) Информационный листок Р 295-81.

Ворошиловградский межотраслевой территориальный центр научно-технической информации и пропаганды, 1981.

Устройство зарядное автоматическое типа УЗА. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

ЗАЗ.069.080 ° TO. Ставрополь, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (57) Изобретение может быть использовано в устройствах для заряда и разряда аккумуляторных батарей шахтных электровозов. Цель изобрете-, ния — повышение срока службы батареи. Аккумуляторная батарея 4 подключается к сети через тиристорный рекуперирующий преобразователь 2, магнитный пускатель 1 и автоматический выключатель 5. При включении устройства счетчик 7 начинает отсчи.тывать время, что позволяет учитывать энергию запасенную или отданную батареей 4. При достижении заданного времени блок 6 учета энергии отключает магнитный пускатель 1 и автоматический выключатель 5. При про-. падании напряжения сети счетчик 7 вначале питается от сглаживающего конденсатора схемы 12 питания счетчика. При снижении напряжения на сглаживающем конденсаторе до минимально необходимой для работы счетчика

1275646 величины этот конденсатор начинает подзаряжаться через транзистор за счет энергии предварительно заряженного накопительного конденсатора;

При определенном напряжении на сглаживающем конденсаторе транзистор закрывается и питание счетчика 7 осу-! il

Изобретение относится к полупроводниковым преобразовательным устройствам для заряда и разряда аккумуляторных батарей шахтных электровозов и может быть использовано 3 на всех предприятиях, изготавливающих и эксплуатирующих аккумуляторные батареи.

Целью изобретения является повышение срока службы батареи путем ®О достоверности учета времени работы устройства при перерывах в электроснабжении.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на <5 фиг.2 — схема питания счетчика; на фиг.3 — электрическая принципиальная схема включения регулируемого ключевого элемента.

Устройство содержит шахтный маг- Щ нитный пускатель 1, соединяющий тиристорный рекуперирующий преобразователь 2 с сетью 3 трехфазного переменного тока. Аккумуляторная батарея 4 соединена с выходом тиристорного рекуперирующего преобразователя 2 через автоматический выключатель 5. К выходу магнитного пускателя 1 подключен также блок 6 учета энергии, включающий последователь- 30 но соединенные счетчик 7„ элемент 8 сравнения и усилительный элемент 9, причем вход счетчика 7 служит входом блока 6 учета энергии, а выход усилительного элемента 9 — выходом блока б. Магнитный пускатель 1 и ав,томатический выключатель 5 имеют соответственно управляющие вхоцы

10 и 11, подключенные к выходу блока 6 учета энергии. Последний вклю- 4б чает также схему 12 питания счетчика 7, которая включает основной 13 и дополнительный 14 источники питания, ществляется от этого конденсатора.

Подзаряд-сглаживающего конденсатора от накопительного конденсатора осуществляется периодически до момента полной разрядки последнего либо появления напряжения сети. 1 з,п. ф-лы .3 ил.

2 получающие, в свою очередь, питание от сети 3 (подключение источников

13 и 14 к сети 3 не показано). Кроме того, схема 12 содержит сглаживающий конденсатор 15, подключенный нижней (по схеме) обкладкой к источнику 13 питания непосредственно, а верхней— через разделительный диод 16, накопительный конденсатор 17, подключенный нижней (по схеме) обкладкой к дополнительному источнику 14 непосредственно, а верхней — через разделительный диод 18, а также регулируемый ключевой элемент 19. Последний выполнен на транзисторе 20, в базовую цепь которого включены клеммы 21 источника опорного напряжения U „ (не показан), а коллекторно-эмиттерная цепь транзистора 20 включена между верхними (по схеме) обкладками конденсаторов 17 и 15. Нижние обкладки этих конденсаторов соединены одна с другой непосредственно.

Кроме того, конденсатор 15 подключен параллельно питающим клеммам счетчика 7. Напряжение источника 14 питания выбирается в 100 и более раз выше напряжения источника 13 и определяется допустимым рабочим напряжением регулирующего элемента 1Ъ.

Устройство работает следующим образом.

Заряд и разряд аккумуляторной батареи 4 осуществляется с помощью тиристориого рекуперирующего преобразователя 2 при включенных магнитном пускателе 1 и автоматическом выключателе 5. Сразу после момента включения счетчик 7, входящий в блок 6 учета энергии, начинает считать количество периодов напряжения питающей сети 3, осуществляя учет .времени прошедшего с момента

127564б включения устройства, и поскольку заряд батареи 4 осуществляется стабилизировачным током учет энергии, запасенной или отданной батареей 4.

При достижении заданного времени 5 работы на выходе элемента 8 сравнения появляется сигнал, Усиленный усилительным элементом 9, он приводит к отключению магнитного пускателя 1 и автоматического выключателя 5, Если в процессе работы устройства пропадает напряжение сети 3, то питание счетчика 7 в первое время осуществляется от сглаживающего конденсатора 15. До этого времени тран- 15 зистор 20 остается заркрытым, что определяется значением напряжения на сглаживающем конденсаторе 1I5 и выбором величины опорного напряжения U, на клеммах 21. Несмотря на отсутствие 20 сетевого напряжения, вызывающее прекращение счета времени счетчиком 7, и работы источника 13, напряжение питания счетчика 7 должно присутствовать для хранения информации о продол25 жительности заряда или разряда батареи 4. По мере разряда сглаживающего конденсатора 15 напряжение на нем понижается. В момент достижения этим напряжением минимально необходимой для работы счетчика 7 величины открывается транзистор 20 ключевого элемента 19. При этом осуществляется подзаряд конденсатора 15 за счет энергии накопительного конденсато- 35 ра 17, предварительно заряженного от дополнительного источника 14 питания. При достижении напряжением на конденсаторе 15 номинальной для работы счетчика 7 величины транзистор 20 закрывается. Конденсатор 17 при этом разряжается на некоторую величину. Далее питание счетчика осуществляется за счет энергии конденсатора 15 до тех пор, пока напряжение на нем снова не снижается до минимально допустимой величины. Транзистор 20 повторно открывается и накопительный конденсатор 17 снова подпитывает конденсатор 15. Этот N процесс повторяется до тех пор, пока не разрядится накопительный конденсатор 17 или не появится напряжение в питающей сети 3 и не включится магнитный пускатель 1. 55

Таким образом, увеличение соотношения напряжений на конденсаторах 15 и 17 позволяет получить существенное увеличелие времени хранения информации при пропадании напряжения сети. Применяя конденсаторы с малыми токами утечки и интегральные схемы с малыми токами потребления, можно довести его продолжительность до 0,03-0,5 ч, что в большинстве случаев удовтребованиям эксплуаталетворяет ции.

В предлагаемом устройстве достигается повьппение достоверности учета времени заряда батареи при перерывах в электроснабжении. В свою очередь это обеспечивает при разряде лучшее восстановление электрохимической структуры аккумуляторов, так как точный учет времени позволяет достаточно глубоко разряжать батареи, а при заряде . экономию электроэнергии и повьппение срока службы и надежности эксплуатации, так как при проведении заряда происходит интенсивное выделение газа вместе с парами электролита, которые оказывают отрицательное воздействие на места пайки соединительных проводов с зажимами для подключения к аккумуляторам, приводят к окислению этих мест и обрыву силовой зарядно-разрядной цепи. Исключение избыточного времени заряда уменьшает вероятность преждевременного выхода из строя устройства.

Формула и з о брет ения

1. Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи, содержащее сетевой источник питания, подключенную к нему цепь последовательно включенных магнитного пускателя, тиристорного рекуперирующего преобразователя и автоматического выключателя, счетчик времени, подключенный к выходу магнитного пускателя, и соединенные последовательно с ним элемент сравнения и усилительный элемент, выход которого подключен к управляющему входу магнитного пускателя, источник питания счетчика и сглаживающий конденсатор, подключенный параллельно клеммам питания счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения срока службы батареи, в него введены дополнительный источник питания, наСоставитель И,Найдина

Техред Л.Олейник. Корректор А.Зимокосов

Редактор Г.Волкова

Заказ 6575/51 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1275646 Ф пряжение которого выше напряжения соединены одна с другой непосред" источника питания счетчика, с под- ственпо. ключенным параллельно его выходу 2. Устройство по п. 1, о т л идополнительным накопительным кондея- ч а ю щ е е с я тем, что, с целью посатором и ключевой элемент, включен- 5 вьппения надежности, выход усилительный между первыми обкладками нако- ного элемента подключен также к уппительного и сглаживающего конденса- равляющему входу автоматического выторов, вторые обкладки которых ключателя.