Устройство для заряда аккумулятор-ной батареи асимметричным tokom

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()851635 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 051179 (21) 2835583/24-07 с присоединением эаявки No (51)М. Кл

H 02 J 7/02

Государственный коиятет

СССР оо демам мзобретений н отаритвй (23) Приоритет

Опубликовано 3007,81. Бюллетень М 28 (53) УДК 621. 355

,163 (088,8) Дата опубликования описания 300781 (72) Авторы иаобретения

А, Г, Николаев и A. Г. Вер (71) Заявитель (54) УСТРОНСТВО ДЛя ЗАРядА АККУМУЛНТОРНОй

БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к электротехнике и касается вопросов заряда аккумуляторных батарей (AB) асиммет- ричным током при питании устройства от источников переменйого тока (ИПТ), Известно зарядное устройство, в котором токоограничивающие конденсаторы (ТК) включают между ИПТ,и мос« товым выпрямителем, а для повьхаения коэффициента. мощности устройство снабжено токоограничивающим линейным дросселем (ТЛД), компенсирующим емкостную составляющую тока, Это зарядное устройство (Зу) обеспечивает высокий КПД заряда AS 513 . 15

Однако устройство характеризуется низким значением коэффициента использования мощности источника (КИМИ), обусловленным тем, что AS может быть заряжена лишь до напряжения, не пре- 20 восходящего амплитудного значения напряжения источника, Известно ЗУ, имеющее более выс:окие энергетические показатели 2).

Однако это устройство сравнитель» но сложно по своей технической реализации, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и реализации является Эу, которое содержит две 30 входные клеммы для соединения с источником переменного тока, две выходные клеммы для подключения эаряжаемой аккумуляторной батареи, одна из которых (отрицательная) соединена с одной входной клевой непосредственно, зарядно-разрядный конденсатор, одна обкладка которого соединена с положительной выходной клеевой, а другая — с другой входной клеммой, две обмотки токоограничивакщего линейного дросселя, одна иэ которых имеет большее количество витков, чем другая, и два вентиля, .один иэ которых подключен своим анодом к одной входной клемме, а катодом - к одному выводу. меньшей обмотки линейного дросселя, при этом . другой вывод меньшей обмотки линейного .дросселя подсоединен к аноду другого вентиля °

Эу обеспечивает заряд AS с высоким

КПД до амплитудного значения напряжения источника переменного тока, Недостаток известного ЗУ - заниженное значение КИМИ, обусловленное тем, что линейный дроссель, ограничивая ток заряда АБ, значительную часть энергии, запасенной в своем поле, возвращает в последующем в источник.

851635

Цель изобретения — увеличение коэффициента использования мощности источника.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее две входные клеммы для соединения с источником переменного тока, две выходные клеммы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, одна иэ которых (отрицательная) соединена с одной входной клеммой непосредственно, зарядно-разрядный конденсатор, одна обкладка которого соединена с положительной выходной клеммой, а другая — с другой входной клеммой, две обмотки токоограничивающего линейного дросселя, одна иэ которых имеет большее количеств витков, чем другая, и два вентиля, один из кото« рых подключен своим анодом к одной входной клемме, а катодом - к одному выводу меньшей обмотки линейного дросселя, при этом другой вывод меньшей обмотки линейного дросселя подсоединен к аноду другого вентиля, снабжено дополнительным вентилем и конденсатором, причем дополнительный вентиль своим катодом соединен с катодом другого вентиля и одним выводом обмотки линейного дросселя, имеющей большее количество витков, другой вывод которой подключен к положительной выходной клемме, а своим анодом— с другой входной клеммой и одной обкладкой дополнительного конденсатора, другая обкладка которого подключена к аноду другого вентиля, В случае, когда число витков большей обмотки линейного дросселя в три раза больше числа витков меньшей обмотки, предлагаемое устройство,:позволяет заряжать AB до удвоенного амплитудного значения напряжения источника при высоком значении КИМИ, Соотношение между меньшей и большей обмОтками ТЛД характеризует степень передачи электрической мощности и выбирается в диапазоне до 1:2 или

1:3.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема ЗУ, Устройство содержит входные клеммы 1 и 2 для соединения с источником . 3, две выходные клеммы - отрицатель.ную 4 и положительную 5 для подключения заряжаемой AB 6, три вентиля-выпрямителя, первый 7 из которых своим катодом соединен с катодом .второго вентиля 8 и одним выводом большей обмотки 9 ТЛД, а своим анодом - с входной клеммой и одной обкладкой .

ТК 10, другая обкладка которого подключена к аноду второго вентиля и одному выводу другой обмотки ФЛД 11, другой вывод которой через третий вентиль 12 соединен с первой входной клеммой и отрицательной выходной клеммой, при этом полбйительная выход ная клемма подключена ко второй входной клемме через конденсатор 13, Устройство работает следующим образом.

Допустим, что в нечетные полупериоды изменения тока источника 3 на ,входной клемме 1 положительное, а на входной клемме 2 — отрицательное напряжение.

В нечетный, например, первый полупериод изменения напряжения источни © ка 3 осуществляется заряд ТК пс цепи

3-1-12-11-10-2-3 при нулевых начальных условиях. Начальный заряд ТК от источника через ТЛД завершается в конце первой четверти периода при

1> его заряде до величины, равной максимальному (амплитудному) значению напряжения источника, Одновременно с начальным зарядом конденсатора линейный дроссель запасает электро-.

20 магнитную энергию,.пропорциональную

его индуктивности и квадрату протекающего через обмотку 11 тока, На нижнем по схеме выводе обмотки 11 ТЛД, соединенном с вентилем 12, во время

2 протекания тока источника положительное, а на верхнем выводе обмотки, соединенном с вентилем 8 и конденсатором 10, отрицательное напряжение и при согласном включении обмоток ТЛД

З1 на правом по схеме выводе обмотки 9

ТЛД, соединенном с AB положительное, а на левом выводе обмотки, соединенном с вентилями 7 и 8, отрицательное напряжение. Если обмотки 11 и 9 ТЛД, соединенные через вентиль

8, подключены встречно (т,е. на обмотке 11 полярность образовавшегося напряжения идентична описанной выше, а на обмотке 9 противоположна по знаку), то за счет их электромагнитной

10 связи во время заряда TK заряжается

AB 6 по цепи 9-5-6-4-12-11-8-9 до напряжения, равного разности напряже« ний на обмотке ТЛД, При встречном соединении обмоток

4у 9 и 11 линейный дроссель, поменяв скачком полярность напряжения на выводах своих обмоток при достижении током источника максимального значения, продолжает заряд. конденсатора, т,е. подзаряжает ТК по цепи 11-10.=2-3-1-12-11, а при согласном соединении также подзаряжает и AS по цепи

1Ъ;8-9-5-6-4-12-11, отдавая накопленную в первой четверти периода энергию. После этого токоограничи вающий. конденсатор разряжается по цепи 10-8-9-5-6-4-1-3-2-10, подзаряжая AS и отдавая часть накопленной им энергии в ТЛД. Линейный дроссель, ограничивая ток заряда AS, запасает

40 электромагнитную энергию, пропорциональную его индуктивности и квадрату тока, протекающего через обмотку 9.

При этом полярность напряжения на выводах обмотки 9 ТЛД остается незави-+$ симой от соединения обмоток линейно851 6 35

Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее две входные клеммы для со- . единения с источником переменного тока,две выходные клеммы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, одна из которых (отрицательная) соединена с одной входной клеммой непосредственно, зарядно-разрядный конденсатор, одна обкладка которого соединена с положительной выходной клеммой, а другая — с другой входной клеммой, две обмотки тоКоограничи30 вающего линейного дросселя, одна из которых имеет большее количество витков, чем другая, и два вентиля, один из которых пбдключен своим анодом к одной входной клемме, а катодом — к

35 .одному выводу меньшей обмотки линейного дросселя, при этом другой вывод

40 вентиль своим катодом соединен с катодом другого вентиля и одним выводом

4> обмотки линейного дросселя, имеющей большее количество витков, другой вывод которой подключен к положительной выходной клемме, а своим анодом к другой входной клемме и одной обкладкой дополнительного конденсатора, другая обкладка которого подключена к аноду другого вентиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

55 1. Авторское свидетельство СССР

Р 546995, кл, Н 02 J 7/34, 1976, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2699438/24-07,,кл. Н 02 J 7/02, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2685186/24-07, кл. Н 02 J 7/02, 1978. го дросселя: положительная на левом по схеме выводе обмотки, соединенном с вентилями 7 и 8, и отрицательная на правом выводе, соединенном с AS, а на обмотке 11 полярность меняется при встречном соединении обмоток:. на нижнем по схеме выводе обмотки, соединенном с вентйлем 12,отрицательное,а на верхнем выводе, подключенном к вентилю 8,положительное напряжение. После разряда конденсатора 13 пОдэаряд АБ производится изменившим полярность напряжения на своих обмотках линейным дросселем (электромагнитное поле которого стремится воспрепятствовать уменьшению протекающего через обмотку 9 тока) по цепям

9-5-6-4-12-11-8-9 и 9-5-6-4-1-3-2-7-9 В четном, например во втором, полупериоде изменения напряжения источника осуществляется заряд АБ по цепи

3-2-7-9-.5-6-4-1-3, при этом линейный дроссель вновь запасает энергию источника пропорциональную его индуктивности и квадрату тока, протекакщего. через обмотку 9 ТЛД, которую во второй половине четного полупериода (т.е. в IV четверти периода), когда напряжение источника начинает уменьшаться, вновь изменив полярность напряжения на своих обмотках, отдает в AB по цепи 9-5-6-4-12-11-8-9. Далее

-процессы повторяются циклически:. с частотой тока ИЛТ.

Зарядно;разрядный конденсатор 13, заряжаясь от батареи по цепи 6-5- 13-2-3-1-4-6 в интервалах времени между импульсами заряда батареи в нечетном полупериоде, в четном полупериоде возвращает энергию обратно в AS, т.е. проводит через AB переменный ток

ИПТ. Наложение переменного тока на импульсы знакопостоянного тока заряда AB формирует асимметричный ток ее заряда, Следовательно, энергия из источника передается в АБ по двум каналам: от источника непосредственно (в четных полуп риодах) через основную обмотку ТЛД через цепь ТК-ИПТ (в нечетных полупериодах) также че,рез основную обмотку ТЛД, Кроме того, в интервалах времени, когда энергия источника по указанным каналам не поступает, ТЛД осуществляет заряд ТК эа счет энергии, запасенной во время ее передачи по двум перечисленник каналам. Составляющая тока заряда AB от источника через

ТЛД в четном полупериоде уменьшается по мере роста напряжения иа накопителе. Мощность, передаваемая по этому первому каналу, сначала увеличивается, затем достигает максимума, а потом убывает, и при достижении напряжением AB амплитудного значения источника питания становится равной нулю. Мощность, передаваемая по второму каналу, т.е. каналу с ТК, имеет практически неизменное значение в диапазоне изменения напряжения

AB от нуля до двойного амплитудного значения напряжения источника, Так как ТЛД, запасающий в своем поле энергию источника, во время заряда

AB по обоим каналам передает эту энергию в AB непосредственно, т,е. помимо ИПТ, мощность искажений на

10 выходе последнего уменьшается, а коэффициент мощности соответственно .. увеличивается, Это позволяет увеличить КИМИ. меньшей обмотки линейного дросселя подсоединен к аноду другого. вентиля, отличающеесятем,что,с целью увеличения коэффициента использования мощности источника, оно снабжено дополнительным вентилем и конденсатором, причем дополнительный

Составитель В, Оглоблев

Редактор Л. Пчелинская ТехредЛ. Пекарь КорректорС. Корниенко;

Заказ 6380/80 Тираж 675 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. У кгород, ул, Проектная, 4