Способ зарядки аккумуляторных батарей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при зарядке аккумуляторных батарей в энергетике, в частности при создании линий передачи электроэнергии посредством зарядных устройств. Технический результат состоит в расширении арсенала средств. При зарядке используют ЭДС самоиндукции, возникающую в замкнутых электрических сетях. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи выполнено в виде импульсного генератора ЭДС самоиндукции с возможностью съема с него ЭДС самоиндукции и конструктивно исполненного в виде контуров первичной и вторичной обмоток повышающего автотрансформатора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение способ зарядки аккумуляторных батарей используют в энергетике, в частности, при создании линий передачи электроэнергии посредством зарядных устройств.

Назначением данного способа является использовании ЭДС самоиндукции, возникающей в замкнутых электрических сетях.

Анализ предшествующего уровня техники выявил следующие технические решения. Известна заявка 2014127078, МПК Н02K 53/00 от 02.07.2014, опубл. 10.02.2016 Бюл. №4, в которой описан энергетический преобразователь. В нем используется способ, который предполагает, что часть электрической энергии расходуется на зарядку аккумулятора через реле зарядки (зарядное устройство), а другая часть электрической энергии при работе генератора расходуется на работу мотора, вращающего ротор генератора, при этом производят преобразование электрической энергии от аккумулятора в избыточную электрическую энергию. Однако это техническое решение не работоспособно, так как не решена задача использования полученной электрической энергии для накопления в аккумуляторе. В предложенном техническом решении не учтен закон сохранения энергии при вращающихся массах. Так же не учтен закон Ленца, по которому в металлическом теле находящемся в магнитном поле вихревые токи препятствуют движению тока и тормозят тело. (стр. 228 Курс физики, Л.С. Жданов, В.А. Маранджян, изд. «Наука», М., 1970 г.)

Известна заявка 2010105326/07 от 16.02.2010, МПК Н02K 7/06, опубл. 27.08.2011, «Способ преобразования энергии окружающего пространства во вращение бестопливного двигателя», в соответствии с которым приводят в действие мотор-генератор с помощью аккумулятора, а маховик обеспечивает собственное само вращение за счет взаимодействия с энергетическими полями окружающего пространства, а вместо аккумулятора используют электрический конденсатор, при подключении которого к источнику постоянного тока на его обкладках накапливают электрический заряд. Однако при работе больших металлических масс в постоянном магнитном поле опять будут возникать вихревые токи, которые препятствуют раскручиванию маховика.

Известна Заявка RU 2008112129, опубл. 10.10.2009, МПК H01F 17/00, «Катушка переменной индуктивности в интегральном исполнении», в которой катушки связаны электромагнитным способом, формирование замкнутого контура вторичной катушки, в пределах которого вторичная катушка индуктивности имеет изменяемую топологию, переключают параллельным соединением для изменения значения индуктивности, выводимого катушкой индуктивности, а вторичная катушка индуктивности имеет предварительно определенную индуктивность. С помощью данного технического решения получают множество значений индуктивности, которые могут быть выведены много контурной первичной катушкой индуктивности с помощью ключа для изменения переключаемой топологии. Однако решают иную задачу, а именно - изменение значений индуктивности для подстройки к питаемому прибору.

Известно изобретение «Устройство с зарядным элементом и с контактной поверхностью для передачи электромагнитной энергии через контактную поверхность множеству электронных приборов и способ» патент RU 2 447 530, опубл. 27.10.2010, MПК H01F 38/14, H01F 27/28, H01J 17/00, H01J 7/02, в котором первичная обмотка выполнена как часть резонансного контура, содержит спиральные элементы, выполненные с возможностью генерации комплексного переменного магнитного поля и осуществляют селективную активизацию данного спирального элемента. Изобретение относится к способу, позволяющему реализовать передачу электромагнитной энергии. Однако решают задачу упрощения конструкции для передачи энергии множеству приборов. При этом для обеспечения постоянного потока через первичную обмотку трансформатора приходится предпринимать специальные меры, поскольку у плоской спиральной обмотки распределение магнитного потока по поперечному сечению данной первичной обмотки не является равномерным.

Известно также множество генераторов электрического тока, в которых применяют различного вида движущиеся металлические части в магнитном поле, однако они все обладают тем недостатком, что не умеют использовать закон Ленца и имеют движущиеся массы.

Так в изобретении «Генератор электрического тока», патент RU 173750, опубл. 11.09.2017, МПК Н02K 35/02, используют катушки индуктивности, электрически соединенные друг с другом и два постоянных магнита. Позволяет преодолеть при генерации электрического тока с использованием принципа электромагнитной индукции нежелательные потери собственной инерции подвижных постоянных магнитов в процессе их перемещения в полости корпуса, вызываемого встряхиванием и при сближении подвижных постоянных магнитов друг с другом или их контакте. Однако в этих технических решениях не используются ЭДС самоиндукции.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип является заявка на изобретение «Индуктивно - статический способ генерации электрической энергии и устройство для его осуществления», заявка RU 2004124018, опубл.27.01.2006, МПК H01F 1/00, в которой для генерации применяют первичную и вторичную обмотки, образующие катушку индуктивности с переходом свободной магнитной энергии в индуктивно - зависимое состояние и осуществляют наведение ЭДС индукции и получение уплотнения магнитных потоков, пропорциональное увеличению электрической мощности. За счет этого достигается пропорциональное уплотнению увеличение электрической мощности. Однако в нем также борются статические и механические противодействия закрепленных катушек амперовым силам, а не используют их.

В предложенном техническом решении отсутствуют движущиеся металлические массы в постоянном магнитном поле, что дает большое преимущество. Суть предложенного способа состоит в том, что инициируют импульс ЭДС индукции от аккумулятора, а обратно возвращают через положительную обратную связь уже ЭДС самоиндукции плюс ЭДС индукции, который был запасен в катушке. Таким образом, используют ЭДС самоиндукции - противо - ЭДС, который определен в правиле Ленца. За счет этого добиваются того, что тратим ЭДС индукции, а возвращаем на аккумулятор ЭДС самоиндукции.

Таким образом, в качестве решаемой изобретательской задачи, в соответствии с которой требуется использовать ЭДС самоиндукции, зарядку аккумуляторных батарей (АКБ) осуществляют не только за счет ЭДС источника, а и за счет генерируемой ЭДС самоиндукции, который многократно мощнее, чем ЭДС индукции, и который используется в предложенном способе для его генерации.

Во всех известных технических решениях всегда считается ЭДС самоиндукции отрицательным фактором, с ним боролись как с противо - ЭДС, и до настоящего времени вообще не используют.

Таким образом изобретательской задачей является использование импульсных напряжений от вторичной обмотки импульсного генератора ЭДС самоиндукции, которая бы позволяла производить непосредственный съем ЭДС самоиндукции возникающего импульсного напряжения ЭДС самоиндукции с целью рекуперации его по положительной обратной связи через диодный выпрямитель обратно на аккумулятор, как источник энергии ЭДС в первичный конденсатор или непосредственно в сеть.

Достигаемым техническим результатом является использование двойного функционального назначения вторичной обмотки импульсного генератора ЭДС самоиндукции для съема и эффективного использования возникающего ЭДС самоиндукции, в частности, для зарядки аккумуляторных батарей.

Технический результат достигается за счет того, что способ состоит в том, что осуществляют зарядку аккумуляторной батареи (АКБ) за счет генерируемой ЭДС самоиндукции в импульсном генераторе ЭДС самоиндукции. Отличается предложенный способ тем, что для зарядки используют импульсное напряжение от вторичной обмотки импульсного генератора ЭДС самоиндукции, получают возникающее импульсное напряжение ЭДС самоиндукции в первичной обмотке импульсного генератора ЭДС самоиндукции посредством положительной обратной связи с вторичной обмоткой, производят съем импульсного напряжения ЭДС самоиндукции плюс ЭДС индукции в виде напряжения постоянного тока с первичной обмотки и направляют на первичный аккумулятор, служащий источником энергии для импульсного генератора ЭДС самоиндукции, до его полной зарядки и/или осуществляют рекуперацию импульсного напряжения ЭДС самоиндукции и направляют его непосредственно в батарею заряжаемых аккумуляторов.

Таким образом, зарядка АКБ осуществляется не только за счет ЭДС источника (первичного аккумулятора), а также за счет генерируемой ЭДС самоиндукции, который многократно мощнее, чем ЭДС индукции, который используется для его генерации.

Заявленный технический результат обеспечен за счет того, что импульсный генератор ЭДС самоиндукции, конструктивно исполненный в виде первичной и вторичной обмоток, является однофазным повышающим автотрансформатором. В повышающем автотрансформаторе вторичная обмотка является одновременно функционально электропроводником и магнитопроводом. Предлагается рассматривать представленный способ, как практическое применение известных явлений самоиндукции при замыкании цепи и ее размыкании. Этот способ реализовывается через использование устройства, в котором явление самоиндукции, т.е. явление, при котором переменное магнитное поле, созданное током в цепи, возбуждает ЭДС индукции в той же цепи, при этом возникает электродвижущая сила, которая и называется ЭДС самоиндукции. Одновременно используют ток самоиндукции, возникающий в цепи в момент ее размыкания, т.е. экстратоки размыкания.

Новым является то, что до настоящего времени запасенная в цепи магнитная энергия, а значит и токи самоиндукции и экстра токи размыкания, возникающие от ЭДС самоиндукции, тратились на увеличение мощности тока размыкания (замыкания). Мощность тока размыкания тратилась на искровой разряд в контактах цепях, который мог при больших мощностях приводить к дуговому разряду. При больших мощностях импульсного напряжения электрическая дуга может доходить до метра и более. Поглощение или предотвращение такого разряда требовало дополнительных сложных технологических мероприятий, как видно из разобранных аналогов. Реализуют предложенный способ с применением импульсного генератора ЭДС, конструкция которого представлена как однофазный повышающий автотрансформатор в виде простейшей индукционной катушки с сердечником, исполненным в виде спиральной катушки с возможностью съема с него ЭДС самоиндукции и катушки снабжены двумя или более проводниками, которые разделены диэлектриком, а каждый проводник имеет выводы.

При этом импульсное напряжение ЭДС самоиндукции в первичной обмотке импульсного генератора ЭДС самоиндукции посредством положительной обратной связи со вторичной обмоткой снимают в виде импульсного напряжения ЭДС самоиндукции плюс ЭДС индукции. Импульсный ток, возникающий на вторичной обмотке в виде напряжения постоянного тока, передают на первичный и/или внешний аккумулятор. Если первичный аккумулятор оказался заряженным полностью, тогда это импульсное напряжение может быть снято на батарею внешних аккумуляторов. При съеме напряжения может быть использован также электрический байпас для преобразователей напряжения. Байпас может быть использован для внешних аккумуляторов с использованием, например, стабилизаторов напряжения и источника бесперебойного питания (ИБП), которые преобразуют переменный ток сети в постоянный. Кроме того, может быть использован обычный выпрямитель, например, диод.

В контексте данной заявки положительной обратной связью считают такую положительную обратную связь, при которой изменение выходного тока самоиндукции вторичной обмотки приводит к изменению входного тока на первичной обмотке, которое способствует дальнейшему увеличению выходного тока самоиндукции от первоначального значения. Характеризуется следующими параметрами: напряжением и током во входной и выходной цепях обмоток. В предложенном способе положительная обратная связь срабатывает как автогенератор, который вырабатывает электрические (электромагнитные) колебания, поддерживающиеся подачей по цепи положительной обратной связи части переменного напряжения с выхода автогенератора на его вход.

Вся цепь действует как однофазный повышающий автотрансформатор. Принцип действия автотрансформатора в контексте данного способа - это то, что при подключении обмотки возбуждения - первичной обмотки к сети переменного тока в цепи возникает продольный магнитный поток, пульсирующий во времени с частотой сети. В первичной и вторичной обмотках этот поток индуцирует ЭДС индукции и самоиндукции, частота которых равна частоте сети, а действующее значение зависит от положения обмоток относительно друг друга. [Гольдберг О.Д., Гурин Я.С, Сеириденко И.С. Проектирование электрических машин. М., 1982].

ЭДС самоиндукции зависит от потокосцепления магнитного поля с цепью, в свою очередь накапливаемая энергия в магнитном поле зависит от силы тока в цепи и от характера самой цепи. Поэтому форма контура обмоток также влияет на вырабатываемую ЭДС самоиндукции.

Промышленная применимость предложенного способа подтверждена примерами устройства для реализации этого способа, которые не являются исчерпывающими и описаны ниже.

Устройство для осуществления способа зарядки аккумуляторных батарей относится к электротехнике, в частности, к конструкциям импульсных индукционных генераторов тока.

Назначением предложенного изобретения является использование зарядного устройства для обеспечения импульсного энергопитания сети или зарядки аккумуляторов с использованием импульсного генератора ЭДС самоиндукции и диодного выпрямителя.

Из уровня техники известно изобретение «Мобильное средство связи и способ зарядки аккумулятора мобильного средства связи», Патент RU 2582651, опубл. 27.04.2016, Бюл. №12, МПК H02J 7/32, Н02K 35/02, которое выполнено на основе электромагнитной индукции и содержит ячейки, стенки которых образованы индуктивными катушками, в которых размещены постоянные магниты. Изобретение позволяет повысить надежность и ресурс средства связи за счет предотвращения быстрого разрушения постоянных магнитов электрогенератора. Однако применяется в мобильных устройствах и постоянные магниты являются подвижными и устанавливаются в ячейках с зазором, что приводит к ударам об боковые стенки ячеек. В изобретении решают другую задачу, а именно, усовершенствуют форму ячеек для смягчения ударов.

Известно изобретение «Система зажигания двигателя внутреннего сгорания», заявка RU 95105608, опубл. 10.01.1997, МПК F02P 3/05, в которой используют элемент с односторонней проводимостью, первичную обмотку и элемент, понижающий э.д.с. самоиндукции. ЭДС понижающий контур, установленный в цепи питания обмотки параллельно источнику питания предназначен для борьбы с ЭДС самоиндукции. Изобретение позволяет включением в схему системы зажигания ЭДС понижающего контура существенно повысить энергию искрового разряда. Однако не решает задачу предложенного технического решения, а именно, создание импульсного генератора ЭДС самоиндукции для зарядки аккумулятора или съема напряжения в сеть.

Известно изобретение «Устройство электропитания для транспортного средства», патент RU 2413352, опубл. 27.02.2011 Бюл. №6, МПК Н02J 7/00, Н02М 3/155, B60L 11/00, в котором аккумуляторное зарядное устройство подключено к устройству накопления энергии, преобразователи мощности выполнены для деления части тока, принимаемого от аккумуляторного зарядного устройства, чтобы работать как еще одно аккумуляторное зарядное устройство, заряжающее второе устройство накопления энергии. Предлагается устройство электропитания для транспортного средства, имеющего множество установленных устройств накопления энергии, в котором дисбаланс зарядки/разрядки для множества устройств накопления энергии уменьшается. При этом один из аккумуляторов высокого напряжения используют для подачи питания во вспомогательную нагрузку. Однако приходится решать задачу сбалансированной зарядки множества аккумуляторов высокого напряжения. При этом используют для зарядки внешний источник, а не ЭДС самоиндукции, интегрирующийся в самой системе.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является изобретение «Импульсный генератор ЭДС самоиндукции», патент RU 2524387, опубл. 10.06.2013 Бюл. №16, МПК H01F 19/08, H01F 27/28, в котором первичная и вторичная обмотки снабжены двумя или более проводниками, которые разделены диэлектриком, а проводник имеет выводы. Причем первичная обмотка низкого напряжения электрически соединена с аккумуляторной батареей низкого напряжения через ключ-прерыватель с образованием замкнутой электрической цепи, вторичная обмотка высокого напряжения является одновременно электропроводящей обмоткой и магнитопроводом и при этом витки первичной обмотки расположены снаружи витков вторичной обмотки таким образом, что обе обмотки образуют повышающий трансформатор, в котором вторичная обмотка является индукционной катушкой повышающего трансформатора. В этом генераторе используют импульсное генерирование и преобразование электроэнергии. Однако полученную и используемую ЭДС самоиндукции не запасают, при необходимости, или не пополняют ею первоначальный заряд аккумуляторной батареи низкого напряжения.

Изобретательской задачей предложенного технического решения является создание импульсного генератора ЭДС самоиндукции для зарядки аккумулятора или съема напряжения в сеть способом, описанным выше.

Технический результат, который при этом достигается, это существенное расширение арсенала средств для импульсного генерирования и преобразования электроэнергии для зарядки аккумуляторных батарей.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для зарядки аккумуляторной батареи по вышеуказанному способу выполнено в виде импульсного генератора ЭДС самоиндукции с возможностью съема с него ЭДС самоиндукции, и конструктивно исполненного в виде контуров первичной и вторичной обмоток, в которых вторичная обмотка является одновременно электропроводником и магнитопроводом, и снабжена двумя или более проводниками, разделенными диэлектриком, каждый из которых имеет выводы, причем контур первичной обмотки имеет вывод на первичный аккумулятор. Устройство является новым и отличается от прототипа тем, что в устройстве для зарядки аккумулятора первичная и вторичная обмотки конструктивно образуют повышающий автотрансформатор, для чего первичная обмотка импульсного генератора ЭДС самоиндукции электрически соединена с аккумуляторной батареей через ключ-прерыватель, с образованием замкнутой электрической цепи, и, одновременно, электрически соединена через диод выпрямитель, параллельно подсоединенный к ключу-прерывателю, с аккумуляторной батареей, служащей первичным источником энергии для импульсного генератора ЭДС самоиндукции, а вторичная обмотка имеет два вывода, один из которых внутренне свободен, а второй электрически соединен с проводником первичной обмотки для образования обратной положительной связи.

Устройство имеет следующую конструкцию.

В устройстве для осуществления способа зарядки аккумуляторной батареи импульсный генератор ЭДС самоиндукции конструктивно исполнен в виде первичной (1) и вторичной (2) обмоток однофазного повышающего автотрансформатора, в котором вторичная (2) обмотка является одновременно функционально электропроводником и магнитопроводом. Предлагается рассматривать представленную конструкцию, как простейшую индукционную катушку с сердечником, конструктивно исполненным в виде спиральной катушки с возможностью съема с него ЭДС самоиндукции. Обмотки (1,2) снабжены двумя или более проводниками (3) и (4) соответственно, которые разделены диэлектриком и каждый проводник имеет выводы «А» и «Б». В импульсном генераторе ЭДС самоиндукции первичная (1) обмотка (проводник) низкого напряжения выполнена спирально-ленточной и имеет по меньшей мере 2 витка, намотанных плотно или с небольшим зазором, виток к витку, лента обмотки выполнена шириной от 120 до 200 мм и толщиной от 1 до 2 мм. Вторичная (2) обмотка (проводник) высокого напряжения также выполнена спирально-ленточной, лента обмотки выполнена из электротехнической стали, покрытой электроизоляцией, и имеет по меньшей мере 100 витков, намотанных плотно или с небольшим зазором, виток к витку, лента выполнена шириной от 120 до 200 мм, и толщиной не более 0,1 мм. Первичная (1) обмотка электрически соединена с аккумуляторной батареей (5) низкого напряжения двумя путями: через ключ-прерыватель (6), с образованием замкнутой электрической цепи и диод выпрямитель (7) для положительной обратной связи от вторичной (2) обмотки.

Вторичная (2) обмотка является одновременно электропроводящей обмоткой и магнитопроводом. При этом витки первичной (1) обмотки расположены снаружи витков вторичной (2) обмотки таким образом, что обе обмотки образуют повышающий автотрансформатор, в котором вторичная (2) обмотка является индукционной катушкой трансформатора высокого напряжения, обеспечивая электропроводность за счет ленты из электротехнической стали, изолированной внешним слоем изоляции и, одновременно, выполняет функцию сердечника для первичной (1) обмотки. ЭДС самоиндукции снимают через, например, байпасную линию (8) первичной (1) обмотки с диодом выпрямителем (7). ЭДС самоиндукции получают за счет периодического срабатывания ключа-прерывателя (6). (стр. 229-232, учебник: Курс физики часть вторая изд. «Наука» Москва 1970 г. Авторы: Л.С. Жданов, В.А. Маранджан.).

При этом обеспечивают за счет частоты срабатывания ключа-прерывателя (6) расчетные импульсное напряжение и ток, возникающие во вторичной (2) обмотке, по формуле

где - где L - индуктивность цепи или коэффициент пропорциональности между скоростью изменения силы тока в контуре и возникающей вследствие этого ЭДС самоиндукции,

- скорость изменения силы тока в электрической цепи

В частных случаях первичная (1) обмотка может быть выполнена из медного или алюминиевого проводника, и может иметь 3 витка и более, количество витков ограничено трансформаторным отношением: отношение количества витков вторичной (2) обмотки к количеству витков первичной (1) обмотки, что определяет коэффициент трансформации, т.е. насколько напряжение во вторичной обмотке больше, чем в первичной. Например, аккумуляторная батарея низкого напряжения (5) может быть рассчитана на 12-24 вольт и она является источником постоянного тока. В частности, периодическое срабатывание ключа-прерывателя (6) осуществляют с промышленной частотой переменного тока 50 Гц. При этом частоты могут быть любые технически возможные для осуществления, но лучше 50 Гц: так как ее проще преобразовать, либо потреблять с помощью имеющихся стандартных преобразователей или электроприборов. Расчетную ЭДС самоиндукции во вторичной (2) обмотке обеспечивают, в частности, геометрией контура и магнитными свойствами сердечника для первичной обмотки. Так она может быть выполнена с формой контура, который выполнен круглым с диаметром 150 мм и более, что зависит от коэффициента трансформации, который и определит диаметр вторичной (2) обмотки в зависимости от применяемой толщины электротехнической стали, или круглой спиральной формой. Поскольку вторичная (2) обмотка является обмоткой высокого напряжения и выполнена из электротехнической стали, то это значит, что ее магнитные свойства определены самим материалом (те собственно магнитными свойствами электротехнической стали).

Изобретение в наиболее обобщенном виде иллюстрируется чертежами. Конкретное конструктивное исполнение не ограничивается показанными на чертежах вариантами исполнения.

На Фиг. 1 - показана схема расположения первичной и вторичной обмоток, аккумуляторная батарея с ключом-прерывателем и диод выпрямитель тока на дополнительной байпасной линии первичной обмотки.

На Фиг. 2 - показано сечение А-А по соединенным вторичной и первичной обмоткам.

Чертежи не охватывают всех возможных конструктивных вариантов исполнения подключения представленной схемы.

Устройство для зарядки аккумуляторной батареи, включающее импульсный генератор ЭДС самоиндукции, как показано на фиг. 1 и фиг. 2, конструктивно исполнено в виде однофазного повышающего автотрансформатора (а также конструктивно является простейшей индукционной катушкой), который состоит из первичной (1) спирально-ленточной обмотки (медный или алюминиевый проводник) 2-3 витка толщиной 1 -2 мм, шириной 120 мм, подключенный к аккумуляторной батарее (5) низкого напряжения 12-24 в, источник постоянного тока через ключ-прерыватель (7), образующие замкнутую электрическую цепь.

Вторичная (2) спирально-ленточная обмотка высокого напряжения из электротехнической стали, покрытой электроизоляцией, имеет количество витков от 100 и более, толщина ленты 0,1 мм, ширина 120 мм. Вторичная (2) обмотка из электротехнической стали выполняет в конструкции две функции одновременно: электропроводящей обмотки и магнитопровода.

В качестве электропроводника - вторичная обмотка (2) является индукционной катушкой высокого напряжения повышающего автотрансформатора.

В качестве магнитопровода вторичная обмотка (2) является сердечником для первичной обмотки (1) классической индукционной катушки.

Однофазный повышающий автотрансформатор имеет первичную (1) и вторичную (2) обмотки, концы вторичной (2) спиральной обмотки имеют два вывода «Б», один из которых внутренне свободен, а второй конец подключен к проводнику (3) первичной (1) обмотки, таким образом создающий конструктивно автотрансформатор. ЭДС самоиндукции снимают с первичной (1) обмотки посредством положительной обратной связи через диодный выпрямитель(7) в виде напряжения постоянного тока на аккумуляторную батарею (5).

Причем токи, возникающие во вторичной (2) обмотке рассчитывают по формуле где - где L - индуктивность цепи или коэффициент пропорциональности между скоростью изменения силы тока в контуре первичной обмотки (1) и возникающей вследствие этого ЭДС самоиндукции во вторичной обмотке (2),

- скорость изменения силы тока в электрической цепи первичной обмотки (1) за счет ключа-прерывателя (6).

Периодическое срабатывание ключа-прерывателя (6) осуществляют с промышленной частотой переменного тока 50 Гц. Расчетную ЭДС самоиндукции во вторичной обмотке (2) обеспечивают геометрией контура вторичной обмотки (4) и магнитными свойства сердечника для первичной обмотки (1)

Форма контура (3), полученного первичной (1) и вторичной (2) обмотками, в представленном варианте выполнена круглой диаметром 150 мм и более.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании ключом (6) электрической цепи первичной обмотки (1) возникает магнитное поле, энергия которого запасается в магнитном поле вторичной обмотки (2).

Размыкание ключа (6) цепи первичной обмотки (1) образует убывающий ток, который по правилу Ленца стремится поддержать ЭДС наведенной индукции вторичной обмотки (2).

В результате запасенная в магнитном поле вторичной обмотки (2) энергия преобразуется в дополнительную энергию тока самоиндукции передаваемого в первичную обмотку (1), запитавшей электрическую цепь вторичной обмотки (4), как индуктивной связью, так и непосредственно электрической.

В зависимости от количества запасенной в цепи вторичной обмотки (2) магнитной энергии, мощность тока самоиндукции может быть различной и определяется по известной формуле:

На практике импульсы напряжения ЭДС самоиндукции, получаемые в представленной электрической схеме, превышают напряжение ЭДС индукции не более чем на 2-5 вольт. В нашем случае, если начальное напряжение на клеммах аккумуляторной батареи равно 12 вольт, то после замыкания и размыкания электрической цепи получают напряжение ЭДС самоиндукции от 14 до 17 вольт. Этого напряжения вполне достаточно для зарядки аккумуляторной батареи импульсом ЭДС самоиндукции. В каждой конкретной электросхеме импульсного генератора ЭДС самоиндукции можно подобрать диодный выпрямитель (7) с такими характеристиками, чтобы обеспечить пропускание тока напряжением в заданном интервале например: 14-17 вольт, (стр. 229-232, учебник: Курс физики часть вторая изд. «Наука» Москва 1970 г. Авторы: Л.С. Жданов, В.А. Маранджан.)

Таким образом, данным изобретением достигается технический результат - состоящий в том, что конструкция, материал и двойное функциональное назначение вторичной обмотки устройства позволяет снимать и эффективно использовать, возникающую ЭДС самоиндукции для зарядки аккумуляторной батареи.

1. Способ, состоящий в том, что осуществляют зарядку аккумуляторной батареи (АКБ) за счет генерируемой ЭДС самоиндукции в импульсном генераторе ЭДС самоиндукции, отличающийся тем, что для зарядки используют импульсное напряжение от вторичной обмотки импульсного генератора ЭДС самоиндукции, получают возникающее импульсное напряжение ЭДС самоиндукции в первичной обмотке импульсного генератора ЭДС самоиндукции посредством положительной обратной связи с вторичной обмоткой, производят съем импульсного напряжения ЭДС самоиндукции плюс ЭДС индукции в виде напряжения постоянного тока с первичной обмотки и направляют на первичный аккумулятор, служащий источником энергии для импульсного генератора ЭДС самоиндукции, до его полной зарядки и/или осуществляют рекуперацию импульсного напряжения ЭДС самоиндукции и направляют его непосредственно в батарею заряжаемых аккумуляторов.

2. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи по п. 1 выполнено в виде импульсного генератора ЭДС самоиндукции с возможностью съема с него ЭДС самоиндукции, и конструктивно исполненного в виде контуров первичной и вторичной обмоток, в которых вторичная обмотка является одновременно электропроводником и магнитопроводом и снабжена двумя или более проводниками, разделенными диэлектриком, каждый из которых имеет выводы, причем контур первичной обмотки имеет вывод на первичный аккумулятор, отличающееся тем, что в устройстве для зарядки аккумулятора первичная и вторичная обмотки конструктивно образуют повышающий автотрансформатор, для чего первичная обмотка импульсного генератора ЭДС самоиндукции электрически соединена с аккумуляторной батареей через ключ-прерыватель с образованием замкнутой электрической цепи и одновременно электрически соединена через диод-выпрямитель, параллельно подсоединенный к ключу-прерывателю, с аккумуляторной батареей, служащей первичным источником энергии для импульсного генератора ЭДС самоиндукции, а вторичная обмотка имеет два вывода, один из которых внутренне свободен, а второй электрически соединен с проводником первичной обмотки для образования обратной положительной связи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронной технике, а именно к устройству коммутации в аккумуляторных батареях, в том числе в тяговых литиевых аккумуляторных батареях. Твердотельный контактор для аккумуляторных батарей содержит блок коммутации аккумуляторной батареи и зарядного устройства, состоящий из группы параллельно соединенных силовых полевых транзисторов, встречно последовательно включенной второй группы параллельно соединенных силовых полевых транзисторов, схемы включения транзисторов с гальванической развязкой, и связанный с ним блок коммутации аккумуляторной батареи и нагрузки, состоящий из группы параллельно включенных силовых полевых транзисторов и схемы включения транзисторов с гальванической развязкой.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в зарядных устройствах литий-ионных батарей. Технический результат - сокращение времени заряда и увеличение времени разряда батареи.

Изобретение относится к электронным устройствам с аккумуляторными источниками питания. .

Изобретение относится к электротехнике , а именно к устройствам для формовки при производстве и заряде (подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) в процессе их эксплуатации, и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных и подвижных автономных объектов со средствами форсированного заряда АБ асимметричным током (AT) от источника переменного тока (ИПТ) и источника постоянного тока, например, типа АБ.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для заряда и разряда аккумуляторных батарей (АБ). .

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам для заряда герметичных аккумуляторных батарей (АВ), преимущественно шахтных головных светильников.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при зарядке аккумуляторных батарей в энергетике, в частности при создании линий передачи электроэнергии посредством зарядных устройств. Технический результат состоит в расширении арсенала средств. При зарядке используют ЭДС самоиндукции, возникающую в замкнутых электрических сетях. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи выполнено в виде импульсного генератора ЭДС самоиндукции с возможностью съема с него ЭДС самоиндукции и конструктивно исполненного в виде контуров первичной и вторичной обмоток повышающего автотрансформатора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх