Способ определения оптимального режима разряда химического источника тока

 

О П И С А Н И Е (и) 445089

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респтблик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.12.69 (21) 1388752Д4-7 с присоединением заявки № (51) М. Кл. Н 01гп 45, 06

Государственный комитет (32)

Приоритет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.355.1 (088.8) Опубликовано 30.09.74. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 18.03.75 (72) Автор изобретения

И. И. Пятницкий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО

P Е)КИМА РАЗРЯДА ХИМИ Ч ЕСКОГО И СТОЧ Н И КА

ТОКА

Известен способ питания |нагрузки от одного или нескольких химических источников тока, поочередно разряжающихся под нагрузку. Однако отсутствуют семейства кривых разрядного напряжения и энергии разряда, снятые для химического источника тока при определенных температурах воздуха, частотах следования импульсов тока разряда, отношениях времен импульса тока и паузы, средних токах разряда (сопротивлениях нагрузки) . Указанные семейства кривых отсутствуют и для разрядов химического источника тока без пауз на постоянном токе (на постоянное сопротивление). Поэтому трудно выбрать источник, отдающий в нагрузку максимальную энергию раз ряда в определенных условиях разряда за определенное время.

По предлагаемому способу определения оптимальных частоты следования импульсов тока разряда и средней плотности тока разряда (удельного сопротивления нагрузки) для химического источника ToiKB определенной электрохимической системы выбирают несколько источников одного типа и полностью разряжают их на ряде средних токов (сопротивлений) при постоянных температуре воздуха (выбранной из области рабочих температур), частоте следования импульсов тока разряда, отношений длительности импульса тока и паузы путем периодического отключения химического источника тока от нагрузки.

Разряды на каждом среднем токе проводят с постоянной величиной тока во время им5 пульсов разряда, разряды на каждое сопротивление проводят с постоянной величиной последнего.

Во время разрядов записывают кривые разрядного напряжения и энергии разряда.

10 Затем проводят разряды химических источников тока того же типа на ряде частот следования импульсов тока в диапазоне от 0 до

1 кгц, например, вначале через 100 гц, а затем через 10 гц при одной температуре воз15 духа, используя ряд средних токов (сопротивлений).

Во время каждого разряда записывают кривые разрядного напряжения и энергии разряда, после чего по семействам указанных

20 кривых определяют для заданных времени работы и температуры воздуха оптимальные величины частоты и среднего тока разряда (сопротивления нагрузки) .

На фиг. 1 показана схема устройства для

25 осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — пример построения кривых по предлагаемому способу.

Для измерения энергии разряда испытуемого источника 1 с э.д.с. Е, внутренним сопро445089 откуда

Я Я irl

1

Ео

65 тивлением R>, напряжением на зажимах Уе, током 1е в ветвь тока разряда I„р включена токовая обмотка счетчика 2. Для измерения энергии заряда источника 1, потребляемой от добавочного источника 3 переменного тока с напряжением U и частотой f от 1 до

1000 гц, в ветвь тока заряда I» включена токовая обмотка счетчика 4. Обмотки напряжения счетчиков 2 и 4 с помощью ключа 5 подключаются к выходу усилителя 6 постоянного тока с коэффициентом усиления К, на вход которого подано напряжение UE источника 1. Добавочный источник 3 служит для раз ряда источника 1 с паузами и импульсами тока постоянной величины. Добавочный источник 7 постоянного тока с напряжен ием

U служит для разряда источника 1 без пауз постоянным током. Для этого напряжения источников 3 и 7 постоянны по величине и превосходят напряжение Уе источника 1 в 10 раз и более. Для разряда источника 1 на сопротивление 8 без пауз ключ 9 ставится в положение а. Для разряда двух — трех последовательно включенных источников 1 на сопротивление 8 с паузами и,импульсами тока в ветви тока разряда вместо диода 10 включается управляемый вентиль, например транзистор. Схема, показанная на фиг. 1, обеспечивает разряды источника 1 с частотой следования импульсов тока от 1 до 1000 гц (при положении б ключа 9) с равными длительностями импульса тока разряда и паузы при разомкнутом ключе 11,,импульсов тока разряда и заряда при замкнутом ключе 11. Диоды

10 и 12 обеспечивают разделение тока на токи разряда и заряда. Величины последних устанавливают с помощью сопротивлений 8 и 13, а также изменением напряжений добавочных .источников 3 и 7. Средние значения токов разряда и заряда измеряют ам перметрами 14 магнитоэлектрической системы. Напряжение U источника 1 записывают самописцем (на фиг. 1 не:показан). Энергии разряда и заряда источника 1 находят по показаниям счетчиков 2 и 4 делением отсчетов на коэффициент усиления усилителя 6.

Усилитель 6 обеспечивает измерение энергии разряда источника на протяжении всего разряда до заданного конечного напряжения

U<. Среднее значение тока 1е в цепи источника 1 находят по напряжению U> на калиброванном сопротивлении 15, для чего служит ламповый вольтметр 16 (при положении в ключа 17), он же служит для измерения разрядного напряжения U, .источника 1 во время разрядов без пауз (при положении 2 ключа

17) .

Во время раз рядов источника 1 на постоян° ном токе без пауз схема имеет вид, показанный на фиг. 1 (п ри положении б ключа 9).

С помощью сопротивления 8 устанавливают заданное значение среднего тока Iе и разряжают полностью источник 1. Во время раз ряда записывают напряжение на зажимах источника 1 и энергию разряда. Повторяют разря5

60 ды на заданном токе несколько раз, усредняют результаты и строят кривые разрядного напряжения и энергии разряда для данного среднего тока разряда. Проводят разряды на ряде средних токов (сопротивлений) при положении а ключа 9,и получают семейства кривых разрядного напряжения и энергии разряда для одной температуры воздуха. Проводят разряды на ряде температур воздуха в диапазоне рабочих температур, например, через 10 С и определяют оптимальные средние токи (сопротивления) для разряда без пауз в диапазоне рабочих температур, Аналогично получают семейства кривых разрядного напряжения и энергии разряда для разрядов с паузами и им пульсами тока разряда, с импульсами токов разряда и заряда. Для периодических разрядов источника используются значения среднего тока, равные постоянному току без пауз, например в середине разряда источника на постоянное со противление.

На фиг. 2 приведены кривые разрядного напряжения и энергии разряда для источника марганцево-цинковой системы типа 373, полученные при разряде его без пауз на постоянном таке с температурой воздуха 20 С. Ступенчатая кривая 1е, — t показывает оптимальные величины тока разряда 1е для различных времен разряда tI„которым соответствуют наибольшие средние мощности, для указанных условий разряда источника типа

373 и конечного напряжения U,=0,2 в.

При изменении величины последнего, равно как при изменении частоты следования импульсов тока разряда и температуры воздуха, изменяется характер ступенчатой кривой

IЕо 1р

Семейства кривых разрядного напряжения и энергии разряда, полученные для источников одного типа, можно использовать с целью выбора для определенной нагрузки оптимальных источников из ряда источников, отличающихся от исследованных только площадью поверхности электродов.

Пусть для источн и ка с площадью поверхности S " и заданные условий разряда (времени разряда, температуры воздуха и т. д.) определены оптимальная величина тока во время импульса разряда 1е, .и оптимальное сопротивление нагрузки R„, по ступенчатой кривой Iz, — 1р, аналогичной ступенчатой кривой Iе,— 1р на фиг. 2; надо определить площадь поверхности S, оптимального источника из указанного ряда источников для заданного тока нагрузки I„„> и сопротивления нагрузки R»ь

Оптимальная плотность тока в прямоугольном импульсе тока разряда равна Е о .4о = —,.

445089

Оптимальное удельное сопротивление нагрузки равно

r„,= R„, S*, ом см, откуда я но Rno

1 е„ (2) При подборе источников по формулам (1) и (2) можно использовать несколько параллельно включенных источников.

Предмет изобретения

1. Способ определения оптимального режима разряда химического источника тока на постоянном по величине токе путем периодического отключения его от нагрузки с постоянным отношением времен импульса и паузы, отличающийся тем, что, с целью повышения средней мощности, выбирают несколько химических источников тока одного типа и полностью разряжают их на ряде токов при постоянных температуре и частоте следования импульсов тока, записывают к рпвые напряжения и энергии и проводят разряды химичес5 ких источников тока того же типа на ряде частот следования импульсов тока в диапазоне от 0 до 1 кгц, например, через 100 гц и на тех же токах записывают кривые напряжения и энергии, после чего по семействам:кривых

10 напряжения и энергии определяют для заданног времени работы оптимальные величины тока и частоты следования импульсов тока.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью выбора химического источника

15 тока для определенной нагрузки, величину тока нагрузки делят на величину оптимального тока нагрузки и находят отношение, показывающее, во сколько раз необходимо изменить площадь поверхности электродов химического

20 источника тока.

%45089 ниа т 2Я пП Ьт t, чаи

Puz 2

Составитель И. Найдина

Редактор Е. Караулова Техред Н. Куклина Корректор А. Дзесова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 571/1 Изд. № 1082

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и

Москва, )К-35, Раушская

Тираж 760 Подписное

Совета Министров СССР открытий наб., д. 4/5