Система заряда

 

т-.".с1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 591986

Союз Советским

Социалистических

Республик (б!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлен<1 I 2.0) - 6 (23) 2.8) 2771/07 с присоеаинеиием заявки Ю (23) Ириоритет— (43) Опубликовано 0 :>02,7v, Втоллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 260178 (5l) М. Кл.

II 0;? 3 7, 28

Гпсударстеенный иамитет

Сапата Министрпе СССР па делам иэабретений и атнрытий (5?) У Д К 6 2 1 . е 5 5 . 6 3 (088. 3) (72) Авторы изобретения

Б.M.CóõàðåB, Л.Г.Николаев, I..Ã.Иванов и l0.К.Розанов (7l) Заявитель (5 4 ) ОИОТEMh 8ЛРЯЕВ

Изобретение относится к электрохимическим источникам тока-аккумуляторным батареям, а именно к устройствам для их заряда ассиметричным током.

Формирование ассиметричного тока 5 заряда аккумуляторов, осуществляемое чередованием зарядных импульсов, требудет обязательных пауз между импульсами зарядного тока. Такие импульсы сравнительно легко формируются на ча- 10 стоте источника при заряде батареи аккумуляторов ассиметричным током от однофазного источника переменного тока tl). Ассиметричный ток может быть сравнительно несложно сформирован при !5 заряде от двухфазного источника переменного тока, однако такие устройства не получили применения из-за практического отсутствия двухфазных источников, вытесненных из применения трехфазными Ю источниками. Формирование ассиметричного тока заряда батареи аккумуляторов с помощью однофазного выпрямителя от многофазного, в том числе трехфазного, источник отличается весьма пло- 2б хим использованием мощности источника.

Известно устройство для заряда батареи аккумуляторов ассиметричным током от трехфазного источника, обмотки которого соединены в звезду с ну- 8О левым выводом (2 j. Формирование ассиметричного тока в этом устройстве производится путем чередования зарядных импульсов тока управляемого тиристорного выпрямителя и импульсов формирователя разрядных импульсов тока, т.е. путем чередования импульсов зарядного и разрядного тока, ограниченного реактивными элементами. преимущественно дросселем. Рассеивание энергии Раз рядных импульсов батареи на сопротивлениях устройства уменьшает КПД заряда батареи. Кроме того, энергия источника передается в батарею отдельными импульсами, во время ее разряда источник работает на холостом ходу, что приводит к неиспользованию типовой мощности источника.

Известно также зарядное vcTDQAcTBQ, использующее в качестве источника питания трехфазный генератор или трансформатор, обмотки которых соединены звездой с нетралью (3). В нем батарея состоит из двух секций, средняя точка батареи через токоограничивающий дроссель соединена с нулевой точкой источника, а обмотки включены no схеме звезда. Обе секции заряжаются от мостового выпрямителя и обе секции батареи заряжаются непрерывным током

59)88ь источника, и при малом сопротивлении дросселя ток заряда одной секции бата. реи не зависит от тока заряда другой.

Эта схема зарядного Уст ройства может обеспечить подразряд батареи под на- грузкой, а если в нее ввести прерыватель тока заряда секций, то она может использоваться для формирования асимметричного переменного тока. Регулирование постоянной составляющей асимметричного тока заряда здесь осуществляется лишь в узком диапазоне зарядных напряжений, когда фазное напряжение источника обеспечивает заряд секций аккумуляторной батареи отдельными импульсами тока. Таким образом, в известных устройствах для заряда аккуму ляторов асимметричным током от много-. фазных источников переменного тока мощность этих источников использует я недостаточно эффективно, в результате че-Ю го удельные энергетические показатели устройств имеют ниэкие значения. Кроме того, схемы формирования асимметричного тока заряда аккумуляторов от много фазных источников отличиются сравни- д8 тельно большой сложностью, что снижает эксплуатационную надежность устройств в целом.

Целью изобретения является повышение удельных энергетических показателей при заряде от многофазного источника и значительном упрощении схемы зарядного устройства. Это достигается тем, что в системе. заряда, содержащей аккумуляторную батарею, устройство для ее заряда, трехфазный источник переменного тока с шестью выводами фазных обмоток, двухполупериодный мостовой выпрямитель и токоограни- чивающее сопротивление, выполненное в виде дросселя, причем аккумуляторная батарея снабжена выводом средней точки, шунтирована сопротивлением и подсоединена к выходныи клеммам выпрямителя, входные клеммы которого. соединены с тремя фазными выводами обмоток 48 . источника, а остальные выводы источника через дроссель подключены к выводу средней точки батареи, дроссель соединен с началом одной и соответственно с концами двух других фазных обмоток 50 источника переменного тока.

Схема системы заряда показана на чертеже.

Аккумуляторная батарея 1 выполнена. из двух соединенных последовательно 8Б согласно секций и вывод средней точки батареи через токоограничивающее солро тивление 2, выполненное в виде линейного регулируемого или -нерегулируемого дросселя, подключен к началу одной 6О фазной обмотки 3 и к концам двух других обмоток 4, 5, вторые концы которых соединены с тремя входными клеммами мостового выпрямителя (диоды 6-11).

Выходная диагональ выпрямителя нагру. жена на батарею 1 и сопротивление 12, осуществляющее постоянный подразряд батареи.

Система заряда работает следующим образом.

В полупериод изменения напряжения источника, когда плюс фазы (4) приложен к аноду диода 10, а ее минус — к дросселю 2, происходит заряд нижней по схеме секции батареи. Этот заряд продолжается до тех пор, пока напря-, жение фазы (3), увеличиваясь, не достигнет величины напряжения фазы (4), после чего открывается диод 9, и секция загружается током фазы (3), а затем (через диод 11) током фазы (5).

Как только напряжение фазы (4), изменяясь во времени, станет равным напряжению фазы (5), заряд нижней секции прекратится, и начнется заряд другой секции, импульс тока заряда которой формируется соответственно фазами (4, 3, 5). угловая длительность импульсов тока заряда секции от каждой фазы равна 50 эл.град., что суммарно в трехфазной системе соответствует

180 эл..грац. В интервалах времени между зарядными импульсами секции батареи подразряжаются на сопротивление нагрузки 12. угловая длительность импульсов тока разряда каждой секции батареи также соответствует 180 эл.град.

Наложение:импульсов заряда секции (продолжит ельностью 180 эл.град..на ток разряда батареи той же длительности через сопротивление 12 обеспечивает экономичное формирование асимметричного тока с оптимальной скважностью, равной двум. Использование энергии разрядных импульсов батареи для питания нагрузки 12 (в качестве этой нагрузки, например, может быть использовано устройство для рекуперац»и.энергии подразрядных импульсов) обеспечивает максимально достижимое значение КПД заряда асимметричным током от трехфазного источника при использовании неуправляемого выпрямителя;

Схема системы заряда представляет собой. источник трехфазного тока, обмотки которого соединены с одной вывернутой обмоткой. Подобная трехфазная схема при двухполупериодном выпрямлении тока является шестифазной схемой с тремя фазными обмотками, позволяющей сформировать выпрямительное устройство для заряда батарем асимметричным током, в котором в течение полупериода ток проходит в одну секцию батареи, а в .течение последующего полупериода — в другую, в паузах секции батареи разряжаются на разрядное сопротивление.

Подобные схемы заряда батареи аккумуляторов асимметричным током можНо выполнить для любой многофазной системы. Здесь возможны два типа систем: с нечетным и четным числом фаз

59) 986

Формула изобретения,ЦНИИПИ, Заказ 607/49

Подписное

Тираж g yg, Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 источника. В .системах с нечетным числом фаз, равным m (гдеm>0) имеется

m + 1 выводов и в них следует поступить следующим образом. Во всех случаях необходимо вывернуть все четные фазы обмоток, а мостовой выпрямитель снабдить 21ъвентилями.

Пятифазная система обмоток, соединенных по предлагаемой схеме с мостовым выпрямителем, образует десятифаз- )0 ную схему выпрямителя, семифазная система обмоток — четырнадцатифазную схему выпрямления и т.д., а выпрямитель соотвЪтственно 10,14 и т.д.,диодов.

Соединение обмоток источника пере- )5 менного тока по такой схеме образует систему выпрямления с числом пульсации за период, в два раза большим, чем число фаз обмоток источника. В системе переменного тока с четным числом 20 фаз источника (2, 4, 6, 8 и т.д.) напряжения на соответствующих парах фазных обмоток изменяются в противофазе, т ° е. сдвинуты на 180 эл.град. Поэтому обмотки источника можно объединить попарно и свести систему обмоток к рассмотренной системе с нечетным числом фаз источника (шестифазную — к трехфазной, десятифазную — к пятифазной и т.п.), либо в системе с двумя 311 фазами (восьмифазную — к четырехфазной, а затем к двухфазной), для формирования асимметричного тока в которой расмотренным способом достаточно четырех вентилей. Использование в качестве вентилей 6-11 рассмотренной системы тиристоров позволяет регулировать среднее значение тока заряда батареи. Эту же з задачу выполняет, например, управляемый дроссель.

Заряд батареи асимметричным током сокращает время зарядного цикла и уменьшает потери энергии на внутреннем сопротивлении, а равномерная нагрузка всех всех трех фаз источника устраняет асим-..

5 метрию токов в системе, что улучшает удельные энергетические пока:i:11»ли ройства.

Таким образом, выполненне аряи11. го устройства по предложенными схем» улучшает использование мощно -.ти миогi-— фазного источника, т.е. его улельиы» энергетические показатели и показатели устройства в целом, эксплуатируемого как в стационарных условиях, так и на подвижных объектах, а также позволяет упростить схему формирования асиМметфичного тока.

Система заряда, содержащая аккумуляторную.батарею, устройство для ее заряда, трехфазный источник переменного тока с шестью выводами фазных обмоток, двухполупериодный мостовой выпрямитель и токоограничивающее сопротивление, выполненное в виде дросселя, причем аккумуляторная батарея снабжена выводом средней точки, шунтирована сопротивлением и подсоединена к выходным клеммем указанного выпрямителя, входные клеммы которого соединены с тремя фазными выводами обмоток источника, а остальные выводы источника через дроссель подключены к выводу средней точки батареи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения удельных энергетических показателей и упрощения устройства, дроссель соединен с началом одной и соответственно с концами двух других фазных обмоток источника переменного тока .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

436411, кл. Н 02 J 7/02, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР

9 512535, кл. Н 02 3 7/02, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 399944, кл. Н 02 3 7/28, 1974.