Устройство для ускоренного заряда аккумуляторной батареи асимметричным током

 

Использование: устройство предназначено для ускоренного заряда аккумуляторной ба.ареи напряжением 15 В и выше в режиме асимметричного тока Устройство содержит регулятор скважности, схему знака , на выходе которой формируются заданные интервалы для прямого и обратного токов заряда, блок регулировки амплитуд этих токов, блок управления регулятором скважности и блоком регулировки амплитуд , К блоку управления подключен таймер для задания времени заряда. Амплитуды прямого и обратного тока стабилизируются блоком стабилизации, связанным через схему сравнения и усилители с прямым и обратным тиристорными выпрямительными мостами Устройство также содержит коммутирующий элемент, включенный между батареей и разрядным выпрямителем При прохождении питающего напряжения через ноль коммутирующий элемент размыкает цепь разрядного выпрямительного моста исключая таким образом прохождение через него разрядного тока батареи. 1 ил Члдови

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 J 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

В1 . 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1056360 (21) 4873204/07 (22) 10.10,90 (46) 23,06.92. Бюл. ¹ 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) B.Ã.Cóøêo, Г,П,Сметанкин, А,А.Курочка и Ю,Д.Кудрявцев (53) 621,355.163 (088.8) (56) Авторское свидетел ьство СССР

N 1056360, кл. Н 02 J 7/10, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕННОГО ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ (57) Использование: устройство предназначено для ускоренного заряда аккумуляторной ба.ареи напряжением 15 В и выше в режиме аси.1метричного тока. Устройство

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для ускоренного заряда аккумуляторных батарей, и является усовершенствованием известного устройства по авт.св, ¹ 1056360, Известное устройство для ускоренного заряда аккумуляторной батареи. содер>кит два встречно-параллельно включенных управляемых выпрямителя и систему управления этими выпрямителями по заданному алгоритму.

Недостатком известного устройства является принципиальная невозможность реализации требуемых зарядно-разрядных импульсных режимов работы по заданному алгоритму с регулируемыми параметрами

„„5U„„1742940 А2 содержит регулятор скважности, схему знака, на выходе которой формируются заданные интервалы для прямого и обратного токов заряда, блок регулировки амплитуд этих токов, блок управления регулятором скважности и блоком регулировки амплитуд. К блоку управления подключен таймер для задания времени заряда. Амплитуды прямого и обратного тока стабилизируются блоком стабилизации, связанным через схему сравнения и усилители с прямым и обратным тиристорными выпрямительными мостами, Устройство также содержит коммутируюший элемент, включенный между батареей и разрядным выпрямителем. При прохо>кдении питающего напряжения через ноль коммутирующий элемент размыкает цепь разрядного выпрямительного моста. исключая таким образом, прохождение через него разрядного тока батареи. 1 ил, (частотой, скважностью, амплитудой тока) для аккумуляторных батарей напряжением

15 В и выше во всем диапазоне работы устройства, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет введения в его схему дополнительных элементов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ускоренного заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содер>кащее два встречно-параллельно включенных управляемых выпрямителя и систему фазового регулирования этими выпрямителями. содержащую задающий генератор, синхронизатор, схему задер>кки, 1742940 регулятор скважности, схему знака, блок раздельной регулировки амплитуд, блок управления, блок стабилизации тока, таймер времени, реверсивный датчик тока, схему сравнения и шунт в цепи заряда, причем входы синхронизатора связаны с задающим генератором и блоком синхронизации, схема задержки соединена входом с синхронизатором, регулятор скважности одним входом подключен к схеме задержки, а выходом соединен со схемой знака и блоком раздельной регулировки амплитуд, блок раздельной регулировки амплитуд связан входом с блоком управления, а выходом с одним из входов блока стабилизации тока; блок управления подключен к второму входу регулятора скважности и таймеру времени, блок стабилизации тока связан другим входом с реверсивным датчиком тока, а выходом — с входом схемы сравнения, реверсивный датчик тока подключен к упомянутому шунту, введены соединенные последовательно блок объединения сигналов управления и усилитель мощности, коммутирующий элемент и ограничитель скорости нарастания тока, при этом выход последнего соединен с аккумуляторной батареей, один вход блока объединения сигналов связан с выходом первой схемы задержки, другой вход — с одним из выходов схемы знака, а выход усилителя мощности соединен с управляющим входом коммутирующего элемента, силовой вход которого подключен к одному из управляемых выпрямителей.

При заряде аккумуляторной батареи асимметричным током поочередно работают два встречно-параллельно включенных управляемых выпрямителя. В период работы разрядного выпрямителя его напряжение складывается с ЭДС аккумуляторной батареи, что способствует протеканию тока разряда последней через работающий выпрямитель. При ЭДС аккумуляторной батареи 15 В и выше в режиме ускоренного заряда этот разрядный ток нарушает управление выпрямителем, так как через него постоянно протекает сквозной ток, обусловленный ЭДС аккумуляторной батареи, При этом нарушается режим ускоренного заряда, что приводит к повышенному расходу электроэнергии, увеличению количества выделяемого в процессе заряда газа, дополнительному разогреву аккумуляторов и в конечном итоге, к разрушению их электродов.

Введение в устройство коммутирующего элемента позволяет предотвратить возникновение сквозного тока, обусловленного ЭДС аккумуляторной батареи, через разрядный выпрямитель. При этом коммутирующий элемент работает в режиме токового ключа и разрывает цепь разряда в моменты прохождения напряже5 ния питающей сети через ноль. В результате в момент включения управляемого выпрямителя на него не действует ЭДС аккумуляторной батареи, вызывающая сквозной ток, и, следовательно, режим ускоренного заря10 да будет реализован без искажения его параметров.

На чертеже представлена блок-схема устройства для ускоренного заряда аккумуляторной батареи.

15 Устройство включает систему управленияя по задан ному ал ro ритму (СУЗА), систему управления силовой частью (СУСЧ) и силовую часть (СЧ). Задающий генератор 1 подключен на один вход синхронизатора 2, 20 а другой вход соединен с выходом блока 3 синхронизации, вход которого подключен к питающзй сети, а второй вход подключен к входу генератора 4 пилообразного напря- жения, выход синхронизатора 2 соединен с

25 входом схемы 5 задержки, выход которой подключен на вход регулятора 6 скважности, выходом связанный с входом схемы 7 знака, и с входом блока 8 раздельной регулировки амплитуд, выходы блока 9 управле30 ния связан с блоком 8 раздельной регулировки амплитуд и регулятором 6 скважности, вход блока 9 управления соединен с таймером 10 времени, выход блока 8 регулировки амплитуд подключен к одному

35 из входов блока 11 стабилизации тока, другой вход которого связан с реверсивным датчиком 12 тока, входной сигнал на который поступает с измерительных кон цов шунта 13, сило40 вые вы воды шунта вкл ючены в зарядную цепь батареи 14, выход блока 11 стабилизации тока подходит к входам первой 15 и второй 16 схем сравнения, на другой вход которых поступает сигнал с

45 генератора 4 пилообразного напряжения, выходы схем 15 и 16 сравнения соединены с входами выходных усилителей 17 и 18, вторые входы которых подключены к выходу схему 7 знака, выходы усилителей 17 и 18

50 соединены с управляющими входами блоков 19 — зарядный и разрядный 20 выпрямители, соединенные с силовым входом коммутирующего элемента 21, например силовой транзистор, выход ограничителя 22

55 скорости нарастания тока, например, дроссель, подключен к батареи 14, один вход блока 23 обьединения сигналов управления, выполненного на микросхеме, связан с выходом первой 15 схемы сравнения, другой вход — с одним из выходов схемы 7 знака, а

1742940

50

55 выход усилителя 24 мощности — с управляющим входом коммутирующего элемента

21.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает треугольное напряжение заданной частоты и амплитуды и подает его на вход синхронизатора 2, на второй вход которого приходит сигнал с блока 3 синхронизации СЧ. На выходе синхронизатора 2 появляются сигналы прямой и обратной полярности, синхронизированные по переднему фронту импульса с силовой сетью. С выхода синхронизатора сигнал поступает на вход схемы 5 задержки, где задерживается на время Т яд (73яд обусловлено передними процессами в силовой части). С выхода схемы задержки сигнал поступает на вход регулятора 6 скважности, где производится плавная регулировка скважности Uy в пределах заданной частоты, Сигнал с выхода регулятора скважности поступает на схему

7 знака, на выходе которой формируются заданные интервалы разрешения т и т для прямого и обратного тока в нагрузке и на вход блока 8 раздельной регулировки амплитуд, в котором регулируются раздельно друг от друга заданные амплитуды напряжений прямого Ug и обратного Ug тока нагрузки, Задатчики амплитуд регулировки скважности Uy выключения устройства находятся в блоке 9 управления и связаны с

-регулятором скважности, блоком регулировки амплитуд и таймером 10 времени, который задает заданное время заряда таад и автоматически выключает устройство через блок управления по истечении заданного времени. Выход блока регулировки амплитуд поступает на вход блока 11 стабилизации тока, на другой вход которого поступает. сигнал с реверсивного датчика 12 тока. B блоке стабилизации тока происходит стабилизация тока по заданной величине напряжения амплитуды прямого и обратного тока с заданным коэффициентом стабилизации тока. Реверсивный датчик тока осуществляет развязку СЧ и СУЗА, а также согласование сигналов с измерительных клемм шунта

13 с сигналами управления зарядом батареи 14. С выхода блока стабилизации тока управляющий сигнал поступает на один из входов первой 15 и второй 16 схем сравнения, на вторые входы подается сигнал с генератора 4 пилообразного напряжения, входным сигналом которого является блок 3 синхронизации, Блок синхронизации вырабатывает импульсы с длительностью 10 мс по полуволнам синусоидального напряже5

40 ния, из этих импульсов формируется пилообразное напряжение. На выходе схем сравнения формируется фаза управления прямым 16 и обратным 15 импульсами тока в нагрузке. выходы схем 15 и 16 поступают на выходные усилители 17 и 18 мощности соответственно, на другой вход поступает сигнал разрешения работы прямого 19 и обратного 20 выпрямительных мостов с заданной скважностью. Усилители мощности усиливают сигнал до заданной величины, необходимой для управления силовыми тиристорами блоков 19 и 20 СЧ. B период, когда открыт прямой 19 выпрямительный мост, напряжение сети заряжает батарею 14, а когда открыт обратный 20 выпрямительный мост напряжение сети, складываясь с ЭДС батарей 14, создает разрядный ток, который протекает через коммутирующий элемент 21 и ограничитель 22 скорости нарастания тока. Во время протекания разрядного тока коммутирующий элемент 21 находится в замкнутом состоянии, которое поддерживается сигналами, поступающими на входы блока 23 объединения сигналов и затем на усилитель 24 мощности, с выхода которого сигнал поступает на управляющий вход коммутирующего элемента

21, При прохождении питающего напряжения через ноль исчезает сигнал на выходе первой схемы 15 сравнения и на входе блоке

23, а так как последний осуществляет коньюнкцию сигналов, то сигнал исчезнет на входе и выходе усилителя 24 мощности и коммутирующий элемент 21 разомкнет цепь

СЧ. Процесс разряда батареи 14 прекратится без сквозного тока в обратном выпрямительном 20 мосте.

Использование управляемого коммутирующего элемента в устройстве ускоренного заряда аккумуляторных батарей позволяет применять это устройство для заряда батарей напряжением 15 В и выше и таким образом расширить его функциональные возможности с точки зрения универсальности, В результате повышается производительность труда на участке заряда аккумуляторных батарей. Кроме того. уменьшается расход электроэнергии при заряде одной батареи за счет применения режима ускоренного заряда асимметричным током.

Формула изобретения

Устройство для ускоренного заряда аккумуляторной батареи асимметричным током по авт.св. N. 1056360, о т л и ч а ю,щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены соединенные последовательно блок объединения сигналов управления и

1742940

СУС Ч

L СУЗЯ

° ° ° е» М

Составитель В.Сушка

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор А. Осаулен ко

Редактор Н.Рогулич

Заказ 2292 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 усилитель мощности, коммутирующий элемент и ограничитель скорости нарастания тока, при этом выход последнего соединен с аккумуляторной батареей, один вход блока объединения сигналов связан с выходом первой схемы задержки, другой вход — с одним из выходов схемы знака, а выход усилителя мощности соединен — с управляющим входом коммутирующего элемента, силовой вход которого

5 подключен к одному из управляемых выпрямителей.