Устройство для зарядки аккумуляторной батареи реверсивным током

 

Использование: для заряда аккумуляторных батарей реверсивным током. Сущность изобретения: устройство содержит трехфазный мостовой выпрямитель с управляемыми вентилями в катодной группе. Анодная группа выпрямительного моста шунтирована цепью последовательно включенных разрядного и дополнительного тиристора, общая точка соединения которых образует отрицательную выходную клемму. Катодная группа моста шунтирована разрядным тиристором. Положительная выходная клемма устройства соединена через диод с катодной группой выпрямительного моста, связанной через сглаживающий дроссель с другим диодом и с разрядным тиристором. Устройство обеспечивает заряд батарей повышенными плотностями тока при чередовании с разрядными импульсами большой амплитуды и малой длительности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к зарядным устройствам, используемым для заряда аккумуляторных батарей реверсивным (асимметричным) током.

Известны устройства для зарядки аккумуляторных батарей, обеспечивающие реверсивный ток в нагрузке и работающие от трехфазной системы питания.

Однако в известном устройстве формирование разрядного импульса связано с рассеиванием энергии разрядного импульса на реактивных элементах и отсутствием возможности рекуперации его энергии в питающую сеть, что ухудшает показатели устройства.

Устройство для зарядки аккумуляторных батарей асимметричным током обеспечивает рекуперацию энергии отрицательных импульсов в сеть, однако не позволяет изменять частоту отрицательных импульсов, что ограничивает функциональные возможности устройства.

Другое известное устройство для зарядки аккумуляторных батарей асимметричным током представляет собой трехфазный мостовой выпрямительный блок, в котором по одному плечу катодной и анодной групп вентилей в двух вентильных ветвях шунтированы токозадающими цепями, выполненными в виде конденсаторов, что определяет большие весовые и габаритные характеристики, а также ограничивает амплитуду разрядного импульса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для зарядки аккумуляторных батарей, содержащее трехфазный мостовой выпрямительный блок, в котором шунтируется токоведущая цепь анодной группы выполнена в виде соединенных согласно последовательно разрядного тиристора и вспомогательного тиристора, точка соединения которых образует отрицательную выходную клемму устройства, вентиль смежного с ним плеча катодной группы выполнен управляемым, а шунтирующая токозадающая цепь катодной группы выполнена в виде соединенных последовательно одного зарядного тиристора и регулируемого элемента. Недостатком устройства является то, что в устройстве ограничена возможность плавного регулирования зарядного выходного напряжения. Отсутствие сглаживающего дросселя снижает плотность зарядного тока, а наличие регулирующего элемента в разрядной цепи, ограничивающего амплитуду тока, увеличивает потери энергии, рекуперируемой в сеть. В результате этого устройство имеет ограниченные функциональные возможности и является недостаточно эффективным.

Цель изобретения - повышение эффективности устройства и процесса заряда, расширение регулировочных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для зарядки аккумуляторной батареи введены сглаживающий дроссель, первый и второй дополнительные диоды, а в катодной группе трехфазного мостового выпрямительного блока установлены управляемые тиристоры, причем первый разрядный тиристор соединен с анодом второго дополнительного диода и концом сглаживающего дросселя, который своим началом соединен с объединенными выходами катодной группы выпрямительного блока и катодом первого дополнительного диода, согласно последовательное соединение анода которого с катодом второго дополнительного диода образует положительную выходную клемму устройства.

Кроме того поставленная цель достигается тем, что в анодной группе выпрямительного блока установлены управляемые тиристоры, объединенные аноды которых совместно с катодом второго разрядного тиристора образуют отрицательную выходную клемму устройства.

Поставленная цель достигается также тем, что дроссель выполнен с отпайками, которые могут быть соединены с анодом разрядного тиристора, шунтирующего катодную группу выпрямительного блока.

На фиг.1,2,3 показано устройство для зарядки аккумуляторной батареи.

Устройство (см. фиг.1) состоит из выпрямительного блока, состоящего из управляемых тиристоров 1,2,3 и силовых диодов 4,5,6, первого разрядного тиристора 7, шунтирующего катодную группу выпрямительного блока сглаживающего дросселя 8, первого 9 и второго 10 дополнительных диодов, аккумуляторной батареи 11, второго разрядного тиристора 12, шунтирующего анодную группы выпрямительного блока, дополнительного управляемого тиристора 13.

В устройстве (см.фиг.2) анодная группа 4,5,6 выпрямительного блока может быть выполнена на управляемых тиристорах, при этом дополнительный управляемый тиристор может быть исключен.

В устройстве (см.фиг.3) сглаживающий дроссель 8 может быть выполнен с отпайками.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства сетевого напряжения его система автоматического управления (не показана) начинает формировать управляемые импульсы (см. фиг. 1) для дополнительного тиристора 13 и тиристоров катодной группы 1,2,3 выпрямительного блока (см. фиг. 2,3) для анодной и катодной групп 2,4,6,1,3,5.

По зарядной цепи и через аккумуляторную батарею 11 начинает протекать постоянный ток повышенной плотности, сглаженный до требуемого уровня дросселем 8.

По достижении аккумуляторной батареи 11 требуемого уровня заряда устройство снимает управляемые импульсы с выпрямительного блока и дополнительного (см.фиг.1) тиристора 13 и с паузой выдает управляющие импульсы на разрядные тиристоры 7,12. Частота следования разрядных импульсов тока может регулироваться кратно значениям частоты питающей сети в сторону уменьшения. Амплитуда разрядного импульса тока определяется углом открытия разрядных тиристоров (7,12) и может дополнительно (см.фиг.3) дискретно изменяться ее предел путем пересоединения анода разрядного тиристора 7 к соответствующим отпайкам дросселя 8. Разрядный импульс тока замыкается по цепи: фаза С - тиристор 12 - аккумуляторная батарея 11 - второй дополнительный диод 10 - дроссель (либо его часть) 8 - тиристор 7 - фаза А. Конкретные значения амплитуды и частоты следования, а также чередования зарядных и разрядных импульсов тока через аккумуляторную батарею определяются алгоритмом работы системы автоматического управления (не показана).

Использование предлагаемого устройства позволяет в значительной более широких пределах изменять параметры зарядных режимов, что обеспечивает его универсальность в применении как при заряде батареи различных типов, так и в гальванотехнике для реализации режимов реверсивного тока. Заряд аккумулятоpа током повышенной плотности благодаря введению сглаживающего дросселя, при чередовании с разрядными отрицательными импульсами большой амплитуды и малой длительности, не вызывая при этом перегрева электролита, дает возможность улучшить эффективность зарядного процесса, а также повысить эффективность использования энергии источника за счет сокращения потерь энергии, рекуперируемой в сеть.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ РЕВЕРСИВНЫМ ТОКОМ, содержащее трехфазный мостовой выпрямительный блок, в котором шунтирующая токоведущая цепь анодной группы выполнена в виде соединенных согласно последовательно первого разрядного тиристора и вспомогательного тиристора, точка соединения которых образует отрицательную выходную клемму устройства, вентиль смежного с ним плеча катодной группы выполнен управляемым, а шунтирующая токозадающая цепь катодной группы - в виде разрядного тиристора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства и процесса заряда, в него введены сглаживающий дроссель, первый и второй дополнительные диоды, в катодной группе трехфазного мостового выпрямительного блока установлены управляемые тиристоры, причем разрядный тиристор соединен с анодом второго дополнительного диода и концом сглаживающего дросселя, который своим началом соединен с объединенными входами катодной группы выпрямительного блока и катодом первого дополнительного диода, согласно последовательное соединение анода которого с катодом второго дополнительного диода образует положительную выходную клемму устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью расширения регулировочных возможностей, в анодной группе выпрямительного блока установлены управляемые тиристоры, объединенные аноды которых совместно с катодом разрядного тиристора образуют отрицательную выходную клемму устройства.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что, с целью дальнейшего дискретного изменения предела разрядной составляющей тока, дроссель выполняется с отпайками, которые соединяются с анодом разрядного тиристора, шунтирующего катодную группу выпрямительного блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3