Способ определения емкости химического источника тока

 

союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕНИЯ 11708440 (61) Дополиительмое к авт, свид-ву (22) Заявлено 160577(21) 2486763/24-07 с присоединением заявки Ио 2486764/24-07 (51)м. к .

Н 01 М 10/48

3 осударствениый комитет

СССР по декам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК 621.355 1 (088.8) Опубликовано 0501.80. 5юллатень )Щ 1

Дата опубликования описания 05.01,80, (72) Авторы

ИЗОбРЕтЕИИЯ С.С.Голоцапон, A.Í.Êóëèê и Б.С.Яковлев (71) Заявйтедь Челябинский политехнический институт имени

Ленинского Комсомола (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕМКОСТИ ХИМИЧЕСКОГО

ИСТОЧНИКА ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, более конкретно к способу определения текущего значения энергоресурса химического источника тока (ХИТ), используемого в автономных электрических системах подвижных объектов.

Известен способ определения емкости ХИТ путем подключения источника к нагрузке и измерения раэностиЬ(), между величиной напряжения на источнике в установленный момент времени после подключения и величиной ойорного напряжения, при этом о состоянии ХИ судят по измеренной величине dUq, (1) .

Однако известный способ определения емкости ХИТ обладает низкой точностью, Известен также способ определения емкости ХИТ, в котором емкость ХИТ определяют путем измерения напряжения U на нем н момент подключения контрольного сопротивления и определения емкости С(по формуле:

)о к с =к (—,".), Е-U о где Кр и ck — коэффициенты корелляционной зависимости между Q u напряжением ХИТ, U„конечное напряжение разряда, Š— ЭДС ХИТ (2) .

Кроме того, известен способ определения емкости ХИТ без разряда по величине его напряжения (()о ) при нключении контрольного сопротивления (3), Недостатком изв естных способов является тот факт, что величина напряжения U при измерении может быть случайной величиной последующим причинам.

Известно, что ХИТ обладает внутренним сопротивлением активно-индуктивного характера s -области достаточно высоких частот, характерных для процессов коммутации, поэтому при подключении контрольного сопротивления Рк ток I в цепи возрастает до установившегося значения 1о по экспоненте с постоянной времени г цепи:

Е т(а) =, (1-е ) =Х (1-е / ) () к

25 где Š— ЭДС ХИТ, 9 — активное сопротивление ХИТР

Ь+1

ll

Я+Я вЂ” индуктивность ХИТ, ܄— индуктиву() ность подводящих проводов . На ос нова708440

При этом момент to окончания переходного процесса определяют в зависимости от длительности Т процесса подключения коммутирующим элементом источника к,нагрузке и

Е постоянной времени Ч = цепи по следующему выражению:

=Т+Ь, где Ь вЂ” ; Р сопротивление цепи.

60 б5 нии (1) напряжение U на источнике з переходном процессе, вызванном под-. ключением сопротивлени я, определяется следующим образом: иМ=Е-r,й(-е -(.Е, „,„е (г)

Так как до подключения сопротивления напряжение на источнике равно его

ЭДС Е, то с учетом (?) следует, что з момент подключения сопротивления напряжение на источнике уменьшается скачком на величину Ь 0, равную

L д о = що) е = е (3)

) в( где 0 — начальное значениа напряжения на XHT согласно (2) .Величина скачка 6.U определяется соотношением индуктизности источника и проводов. уравнение (2) показывает, что напряжение U(t) з любой момент переходного процесса определяется не толька параметрами источника, но и параметрами внешней цепи, при этом ве- личина „ зависит в основном от конфигурации проводной сети, которая з процессе эксплуатации и измерения может изменяться. Кроме того, на на- 25 пряжение U з переходном процессе су" щестзенно влияет изменение сопротивления коммутирующего элемента, определяемое свойствами и законом управления транзисторного ключа или процессами дребезга и дугообразозания для контактора. Таким образом, напряжение Uc, на источнике в момент подключения сопротивления является случайной величиной, зависящей от З5 многих случайных факторов. Вследствие отмеченного существенно снижается точность определения емкости

ХИТ.

Целью изобретения является повышение точности определения емкости

ХИТ „

Поставленная цель достигается тем, что з способе определения емкости

ХИТ путем выполнения операций измерения напряжения Uî на нем при раз- 45 ряде на контрольное сопротивлениенагрузку и определение емкости по величине этого напряжения операцию измерения напряжения производят в момент окончания переходного процесса, 50 обусловленного процессом подключения источника к цепи измерения и индуктивностью электрической цепи.

На чертеже приведены типовые зависимости (осциллограммы) изменения тока Е(+) в цепи (кривая 1) и изменения напряжения U(t на источнике тока (кризая 2) в переходном процессе, поясняющие предложенный способ.

До подключения контрольного сопротивления 9„(4

ЭДС. В момент = 0 производится подключение сопротивления посредством коммутирующего элемента, например, контактором, В момент t = 0 величина 0 является неопределенной, так как з этот момент она принимает любое значение з пределах величины скачка Ь U согласно (3) . В течение интервала времени Т зависит от многих факторов, например, типа ключа, материалов и конструкции контактов и параметров цепи. В момент времени

4 Т происходит полное замыкание цепи и после этого за время 3 ток нарастает согласно (1) до величины

В момент 1 заканчивается переходной процесс з цепи, обусловленный индуктизностью цепи, .и, начиная с этого момента, устанавливается режим, ток и напряжение которого определяется величиной Е, полньм внутренним сопротивлением ХИТ в области более низких частот и сопротивлением

В указанной области более низких частот заложена информация о фактической емкости 4 хИТ. Для измерения напряжения U на источнике к его зажимам подключается измерительный прибор, например, электронный осциллограф. Для более точного измерения напряжения Uо используется калиброванное напряжение осциллографа, подаваемое в противофазе к измеряемому, при этом целесообразно установить его величину, равную величине ЭДС МИТ. Затем по известной формуле определяют емкость Q

ХИТ. Величина сопротивления предназначенного для контрольного разряда ХИТ, выбирается из условия, пренебрежимо малого расхода емкости ф, например, меньше 1% от номинальной, при этом величина ф определяется следующим образом:

tp с ФЕ- к где "о = Q+ н н время обходимое для измерения.

Использование предлагаемого способа определения . емкости ХИТ различных типов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующее преимущество: высокую точность определения фактической емкости )(ИТ, что позволяет более объективно оценить величину имеющегося на данный момент энергоресурса автономной системы электро708440 б

Формула изобретения по формуле:

Составитель И.Найдина

Редактор Ю. Челюканов Техред M.Kåëåìåø Корректор В.Синицкая

Заказ 8508/49 Тираж 844 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 снабжения, содержащую ХИТ в качест. ве источника энергии. Реализация данного способа с использованием типовой аппаратуры позволяет в кратчайший срок произвести промышленное использование.

Способ определения емкости химического источника тока путем измерения напряжения U на нем при подключении его на контрольную нагрузку и последующего определения емкости по измеренному параметру, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, измерение величины напряжения Uo на источнике тока осуществляют в момент окончания переходного процесса, обусловленного процессом подключения источника коммутирующим элементом к нагрузке и параметрами электрической цеди, причем момент to окончани я переходного процесса определяют в зависимости от длительности Т процесса подключения источника к конт5 рольной нагрузке и постоянной времени

1.

Ф

10 t > >T+37 где 1 — индуктивность цепи, сопротивление цепи.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 476625, кл. Н 01 М 10/48, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 550708, кл. Я 01 М 10/48, 1973.

3. Патент Англии М 1184064, кл. 9 1 U, 1970 (прототип),