Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током

 

(72) Авторы изобретения

В. К. Быстров, А. Г. Николаев и В. Ю. Ефимов и (. t

t Ф

Ы °

Военный инженерный Краснознаменный институт щ Ь- Моиайекою" (7 I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ

БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к электротехнике и касается вопросов формированного заряда аккумуляторной батареи от трехфазного источника переменного тока.

Известно устройство для заряда аккумуля5 торной батареи от трехфазного источника переменного тока, содержащее три входные клеммы дпя подключения трехфазного источника переменного тока и трехфазный мостовой выпрямитель на диодах. Между лучами звезды источ10 ника и входными клеммами выпрямителя включены конденсаторы, осуществляющие ограничение тока заряда. Выходные клеммы вьшрямителя соединены непосредственно с клеммами аккумуляторчой батареи (1l.

Рассмотренная схема, устройства обеспечивает высокий КПД заряда, но величина зарядного напряжения этого выпрямителя не превосходит амплитуды линейного напряжения, что приводит к незначительной скорости передачи энергии из источника в аккумуляторную батарею. Кроме того, из-за поляризации аккумуляторов во время их заряда среднее значение зарядного тока не превышает обычно величины тока семи-десятичасового режима. В результате указанных недостатков это устройство имеет низкие удель

1 ные энергетические показатели, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее три входные клеммы для подключения трехфазного источника переменного тока, положительную и отрицательную выходные клеммы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи,.два конденсатора и выпрямительный

1 блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом первая и вторая вентильные ветви соединены параллель. но, а диоды в ветвях — последовательно и согласно, точка соединения диодов первой вентильной ветви подключена к одной обкладке первого конденсатора, точка соединения анодов диодов первой и второй вентильных ветвей— к одной обкладке второго конденсатора, положительная выходная клемма образована точкой соединения катодов диодов первой и второй вентильных ветвей (2).

Зарядное напряжение этого устройства также не превосходит амплитудного значения линей8689 ного напряжения источника питания. Постоянms составляющая асимметричного тока ограничена лишь . внутренним сопротивлением источника, что приводит к значительному изменению зарядного тока по мере заряда аккумуляторной

5 батареи. Кроме того, устройство характеризуется сравнительно низким КПД заряда и относительно плохими удельными энергетическими показателями.

Цель изобретения — . улучшение удельных энергетических характеристик устройства для заряда аккумуляторной батареи.

Пос"авленная цель достигается тем, что устройство, содержащее три входные клеммы для подключения трехфазного источника переменноl5 го тока, положительную и отрицательную выходные клеммы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, два конденсатора и выпрямительный блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, 20 при этом первая и вторая вентильные ветви соединены параллельно, а диоды в ветвях— последовательно и согласно, точка соединения диодов первой вентильной ветви подключена к одной обкладке первого конденсатора, точка

25 соединения анодов диодов первой и второй вентильной ветвей — к одной обкладке второго конденсатора, положительная выходная клемма образована точкой соединения катодов диодов первой и второй вентильных ветвей, дополни30 тельно снабжено третьим и четвертым йэнденсаторами, а трехфазный источник переменного

20 4

7 и 8, 9 и 10 соответственно. Между лучами звезды источника и входными клеммаьщ выпрямителя включены конденсаторы 11 — 13. Точка соединения анодов диодов б и 8 первой и второй ветвей соединена с нейтралью, а точка соединения катодов диодов 5 и 7 этих же ветвей — с положительной выходной клеммой 14.

Диоды 9 и 10 третьей ветви соединены анодами с отрицательной выходной клеммой 15, а катодами — c входными клеммами 1 и 2 соответственно. Параллельно первой и второй ветвям подключен конденсатор 16. Аккумуляторная батарея 17 подключена к выходным клеммам 14 и 15 устройства, При рассмотрении работы устройства проследим раздельно цепи формирования постоянной и переменной составляющих асимметричного тока. Положим, что напряжение аккумуляторной батареи несколько ниже, чем 20 + U тл тф где U и U „— амплитудные значения фазного и линейного напряжений источника соответственно, т.е. U<> < 4,4 U b (U Ав — напряжение заряжаемой аккумуляторной батареи) .

Если принять, что в некоторый момент времени линейное напряжение фаз 2(В) и 3(С) равно нулю, а напряжение фазы 2(В) отрицательно (при обратном порядке чередования фаз), тогда за время, соответствующее 60 эл. град. от выбранного начала отсчета, через диод 8 до амплитудного значения напряжения U T4, фазы

В зарядится конденсатор 12, а спустя 90 эл.град до линейного напряжения 0 „фаз В и С заряоторая подключев диодов первой другая обкладка чена к первой кладка второго ной выходной ения диодов втотий конденсатор и клемме, диоды иены своими одной клеммой, конденсатор к атодами соединены клеммами соотойство позволяет е до уровня, в итудное значение а. ципиальная електустройства. е входные клемного источника с сточника подклюаль — к клемме 4. держит три ветдиода 5 и 6, тока — выводом нейтрали, на к точке соединения анод и второй вентильных ветвей, первого конденсатора подкл входной клемме, а другая о конденсатора — к положител клемме, причем точка соеди рой вентильной ветви через подключена ко второй вхо третьей вентильной ветви сое анодами с отрицательной вы подключенной через четверты третьей входной клемме, а с первой и второй входным ветственно.

Предлагаемое зарядное ус увеличить зарядное напряжен

4,46 раз превышающего амп фазного напряжения источни

На чертеже приведена нри рическая схема предлагаемог

Устройство содержит четы мы для подключения трехфа нейтралью. ФЪзные обмотки чены к клеммам 1 — 3, а ней

Выпрямительное устройство с ви, а каждая ветвь — по два

50 дится конденсатор 13 через диод )0. Через

270 эл. град. линейное напряжение фаз В и С изменится на противоположное по знаку и будет суммироваться с напряжением конденсаторов 12 и 13, т.е. суммарная максимальная величина напряжения этой цепи будет составлять

2).)тл + 0 тф = 4,46 U, Спустя 150 эл.град. через диод 9 вновь до линейного напряжения фаз А и С зарядится конденсатор 13, и спустя .

180 эл. град. до амплитудного значения напряжения фазы А через диод б зарядится конденсатор 11. Через 330 эл.град. знак линейного напряжения фаэ А и С изменяется на противоположный и оно будет суммироваться с напряжением конденсаторов ll и 13. Максимальная величина напряжения этой цепи также будет иметь значение 20тл + Отф 4,46 Отф. Таким образом, зарядные импульсы тока формируются по двум целям: 13 — 3 — 2 — 12 — 7 — 14 — 17—

15-13 и 13-3-1-11-5-14-17-15-13. Асимметричный ток заряда аккумуляторной батареи формируется путем наложения зарядных им. пульсов тока (протекающих по указанным вентильно-конденсаторным цепям) и подразрядных импульсов тока, проходящих по цепи 3 — 13 — 1517 — 14 — 16-4-3. Этот подзарядный импульс формируется в моменты времени, когда напря- .

868920

ВНИИПИ Заказ 8348/79 Тираж 678 Подписное .

Филиал БПП "Патент", х. Ужгород, ул.Проектная,4 жение на выходе зарядного устройства меньше напряжения заряжаемой аккумуляторной батареи.

При протекании импульсов тока, осуществляющих подзаряд аккумуляторной батареи, происходит подзаряд конденсатора 13 и заряд конденсатора 16. При формировании зарядных импульсов энергия подэаряда аккумуляторной батареи вновь возвращается в батарею.

В этом случае, если напряжение аккумуля- 10 торной батареи значительно меньше максимальной величины зарядного напряжения устройства, то передача энергии в батарею может осуществляться не только по рассмотренным, но и по следующим цепям: 12 — 7-14 — 17 — 15 — 10—

12 и 11 — 5 — 14 — 17 — 15 — 9 — 11 нри UAб(О ф, и 13-3-8-7-1.4-17-15-13 и 13 — 3-6-5-1417 — 15 — 13 при О,ь, (2,73 U . Это позволяет повысить скорость передачи энергии в аккумуляторную батарею и улучшить удельные энергетические характеристики устройства, Формула изобретения

Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током, содержащее три входные клеммы для подключения трехфазного источника переменного тока, положительную н отрицательную выходные клеммы для под30 ключения заряжаемой аккумуляторной батареи, два конденсатора и вы блок, образованный тремя вентильными ветвями по два диода в каждой, при этом первая и вторая вентнльиые ветви соединены параллельно, а диоды в ветвях — последовательно и согласно, Ç5

6 точка соединения диодов первой вентильиой ветви подключена к одном обкладке первого конденсатора, точка соединения анодов диодов первой и второй вентильных ветвей — к одной обкладке второго конденсатора, BoJlo)KHtcJIbllAH выходная клемма образована точкой соединения катодов диоцов первой и второй вентильных ветвей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических характеристик, оно дополнительно снабжено третьим и четвертым конденсаторами, а трехфазный источник переменного тока — выводом нейтрали, которая подключена к точке соединения анодов диодов первой и второй вентильных ветвей, другая обкладка первого конденсатора подключена к первой входной клемме, а друтая обкладка второго конденсатора — к положительной выходной клемме, причем точка соединения диодов второй вентильной ветви через третий конденсатор подключена ко второй входной клемме, диоды третьей вентильной ветви соединены своими анодами с отрицательной выходной клеммои, подключенной через четвертый конденсатор к третьей входной клемме, а катодами соединены с первой и второй входными клеммами соотвественно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Поляшов .Л.Н. Методы анализа процесса, заряда. емкостного накопителя энергии от генератора тока. "Электричество", 1973, У 12, с. 38.

2. Авторское свидетельство СССР У 483728, кл. Н 01 М 10/44, 1975 (прототип).