Устройство для заряда аккумуляторной батареи

 

Союз Советских

Социалист нческих

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ti) ? 44844

Ф (.,б—

g) Г (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 160277 (21) 2453236/24-07 (51) М. КЛ.2

H 02 J 7/10 с присоединением заявки Ì9

Государственный комитет

СССР

f10 делам изобретений и открыти и (23) Приоритет

Опубликовано 300680. Бюллетень Но24 (S3) УДК 621 355 . 163 (088.8) Дата опубликования описания 300680 (72) Авторы изобретени я

О. Г. Потанин, A. Г. Николаев, Б. М. Сухарев и В. К. Быстров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения различного назначения, в которых применяются устройства для формовки, заряда и подзаряда аккумуляторных батерей выпрямленным током.

Известны устройства для заряда, аккумуляторной батереи, содержащие источник переменного тока, выпрями- 10 тель и токоограничивающие реактивные сопротивления (1), (2) и (3) .

Однако эти устройства характеризуются сравнительно низкими удельными энергетическими характеристиками, 15 например, малым значением коэффициента использования мощности источника.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для заряда аккумуляторной 20 батареи, содержащее источник переменного тока с двумя клеммами, мостовой вентильно- конденсаторный выпрямитель, выполненный из двух соединенных последовательно конденсаторов,25 точка соединения которых подключена к одной клемме источника, и двух вентилей, например управляемых-тиристоров, причем катод одного вентиля и обкладка одного конденсато- 30 ра соединены с положительной, а анод другого вентиля и обкладка другого конденсатора — d отрицательной клеммами для подключения аккумуляторной батареи, линейный дроссель, снабженный выводом средней точки, и блок контроля напряжения и управления вентилями (4) .

Недостатками этого устройства являются: во-первых, работа устройства при коэффициенте мощности сов, отличном от единицы, отрицательно сказывается на работе самого источника переменного тока, вследствие того, что параметры линейного дросселя и конденсаторов выбирают такими, чтобы при работе устройства не возник режим последовательного резонанса, который приводит к нежелательным перенапряжениям на реактивных элементах, а, следовательно, уменьшению эксплуатационной надежности, что влечет за собой увеличение массы и габаритов конденсаторов и дросселя, обеспечивающего коммутацию тиристоров и улучшение работы токовой защиты, во-вторых, передача электрической энергии источника в аккумуляторную батарею в каждый полупериод изменения питаю10

i5

Р,Д

4О (4 5

ЯЦ з

f„kj

65 щего напряжения осуществляется только по здному каналу, что вызывает недоиспользонание мощности источника переменного тока, относительно малую скорость передачи его энергии н батарею и, как следствие, низкие удельные энергетические показатели устройства в целом, например, максимальное значение коэффициента использования мощности источника не превь шает величины, горядка 0,55; н-третьих, такое устройство обладает сравнительно невысокой эксплуатационной надежностью, например, при наиболее часто встречающейся неисправности типа "обрыв" конденсаторов или по,луобмоток линейного дросселя устрой ство rêàçü:âàeòñÿ неработоспособным.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности и улучшение удельных энергетических показателей.

Цель достигается тем, что устрой-ство дополнительно снабжено двумя конденсаторами, одни обкладки которых соединены "îîòâåòñòâåííî с положительной и отрицательной клеммами для подключения аккумуляторной батареи, а другие — c крайними выводами линейного дросселя, при этом вывод средней точки линейного дросселя подключен к точке соединения конденсаторон выпрямителя, а анод одного и катод другого вентилей выпрямителя соединены с другой клеммой упомянутого источника.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник

1 переменного тока с двумя выходными клеммами 2 и 3, мостовой выпрямитель 4 на тиристорах 5 и б, соединенных последовательно-согласно, причем катод тиристора 5 подключен к положительной 7, анод тиристора 6к отрицательной 8 клеммам батареи

9, а точка соединения тиристорон подключена ко второй выходной клемме 3 источника 1, конденсаторы 10 и 11, соединенные последовательно, точка их соединения подключена к клемме

2 источника 1, при этом обкладка конденсатора 10 подсоединена к положительной, а обкладка конденсатора к отрицательной клеммам батареи 9.

Устройство содержит также линейный дроссель, полуобмотки 12 и 13 которого соединены между собой по"ледовательно-согласно, блок 14 контроля напряженчя и управления тири"торами и два дополнительных конденсатора 15 и 16.

Электрическая энергия источника переменного тока передается в аккумуляторную батарею по двум каналам, имеющим реактивные токоограничивающие сопротивления противоположного характера. Тиристоры 5 и б совместно с конденсаторами 10 и 11 6бразуют один канал з ряда батареи 9 с токоограничивающим реактивным сопротивлением емкостного характера. Дна других конденсатора 15 и 16 совместно с линейным дросселем и тиристорами

5 и 6 образуют второй канал заряда бата,-:е:- 9 с токоограничинающим реактив:-:ям сопротивлением индуктивного х ар=-.: тера .

Индуктивность линейного дросселя и емкости конденсаторов этого канала выбирают такими, чтобы суммарное реактивное сопротивление канала носило индуктивный характер. При равенстве по абсолютному значению, но противоположных по знаку, токоограничивающих реактивных сопротивлений обоих каналов, наступает явление резонанса токов н цепях с вентилями.

Сопротивление полуобмоток линейно-о poc e v. конденсаторов 10, 11, 15 и 16 выбирают так, чтобы источник 1 работал с максимально нозможным коэффициентом мощности.

В каждый полупериод изменения напряжения источника 1 переменного тока длительность зарядного импульса увеличивается, форма его приближается к прямоугольной, что н свою очередь увеличивает среднее значение зарядного тока.

Устройство работает следующим образом.

В каждый полупериод изменения напряжения источника 1 ток заряда аккумуляторной батареи 9 состоит иэ двух слагаемых, протекающих по двум параллельным каналам, соответственно с токоограничинающими реактивными сопротивлениями разного знака. Например, н один полупериод изменения напряжения источника 1, составляющая тока заряда канала с емкостным токоограничивающим сопротивлением протекает по цепи: клемма 2, конденсатор 10, аккумуляторная батарея

9, тиристор б, клемма 3 источника 1, а составляющая тo:«ñà заряда канала реактивным сопротивлением индуктивного характера протекает по цепи: клемма 2 источника 1, полуобмотка 12 линейного дроссе;я, конденсатор 15, аккумуляторная батарея 9, тиристор б, клемма 3 источника 1. B другой полупериод изменения напряжения источника 1 направление тока ис— точника изменяется на противоположно=-, открывается тиристор 5 и составляющая тока заряда канала с емкостным токоограничинающим опротинлением протекает по цепи: клемма 3 источника 1, тиристор 5, аккумуляторная батарея 9, конденсатор 11, клемма 2 источника 1, а составляющая тока заряда канала с реактивным токоограничивающим сопротинлением индуктивного характера протекает по цепи: клемма 3 источника 1, тиристор

5, аккумуляторная батарея 9, конден744844

Формула изобретения

Составитель B. Оглоблев

Редактор Е. Дорошенко Техред О. Андрейко Корректор В. Синицкая

Заказ 3829/20 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IltlII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сатор 16, полуобмотка 13 линейного дросселя, клемма 2 источника 1.

Далее процессы в устройстве периодически повторяются.

Если блок 14 не подает сигналы на управляемые электроды тиристоров

5 и б, последние находятся в закрытом состоянии„ и заряд батареи при этом прекращается. Изменяя фазовый угол открытия тиристоров можно регулировать величину тока заряда батареи при изменении как напряжения батареи, так и напряжения источника.

B конечном счете батарея может быть заряжена до напряжения вдвое превышающего амплитудное значение напряжения источника.

Такое схемное решение позволяет повысить коэффициент мощности cos+ до величины, близкой к единице, передавать электрическую энергию источника в аккумуляторную батарею по двум независимым каналам в каждый полупериод изменения напряжения источника, увеличить скорость передачи энергии и улучшить удельные энергетические показатели устройства, например, максимальное значение коэффициента использования мощности источника достигает величины, равной

0,83. Кроме того, повышается эксплуатационная надежность устройства, например, при "обрыве" реактивных элементов одного иэ каналов устройство остается работоспособным благодаря наличию второго канала.

Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее источник переменного тока с двумя клемчами, мостовой вентильно-конденсаторный выпрямитель, выполненный из двух соединенных последовательно конденсаторов, точка соединения которых подключена к одной клемме источника, и двух вентилей, например управляемых — тиристоров, причем катод одного вентиля и обкладка одного .конденсатора соединены с положительной, а анод другого вентиля и обкладка другого конденсатора — с отрицательной клеммами для подключения аккумуляторной батареи, линейный дроссель, снабженный выводом средней точки, и блок контроля напряжения и управления вентилями, о т л и ч а ю15 щ е е с я тем, что с целью повы1 t щения эксплуатационной надежности и улучшения удельных энергетических показателей, оно дополнительно снабжено двумя конденсаторами, одни обкладки которых соединены соот20 ветственно с положительной и отрицательной клеммами для подключения аккумуляторной батареи, а другие — с крайними выводами линейного дросселя, при этом вывод средней точ25 ки линейного дросселя подключен к точке соединения конденсаторов выпрямителя, а анод одного и катод другого вентилей выпрямителя соединены с другой клеммой упомянутого

3Р источника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 431590, кл. H 02 J 7/12, 1974.

35 2. Авторское свидетельство СССР

Р 156986, кл. Н 02 J 7/06, 1963.

3. Исаков Ю. A. и др. Основы промышленной электроники. К., "Техника", 1976, с. 369, рис. 198.

4р 4. Лукес Ю. X. Схемы на полупроводниковых диодах. М., "Энергия", 1972, с. 67, рис. 4-23б (прототип),