Устройство для заряда буферной аккумуляторной батареи

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид- ву (22)Заявлено 07 .07.80 (21) 2952485/24-07 (51)M. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 3 7/34

1Ьеударстмнный кюынтвт

СССР ао делам иэобретеннй н юткрытнй (23) Приоритет (53) УДК 621.355..1 (088. 8) Опубликовано 15. 10. 82. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 19.10.82

iso М.9; Климаш р g 1 ÅÍÒÍ0 р цичас i ." И и ево (72) Авторы изобретения

Л .Ф . Пасынок, Г .А . Пупынин, В .Я . Ткаче

Производственное объединение "Ворошиловгр тепловоэостроительный завод им. Октябрьск (7l) Заявитель

154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА БУФЕРНОЙ

АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к заряду аккумуляторных батарей и может быть использовано на тепловозах и других транспортных средствах, а также в устройствах бесперебойного пи-5 тания электроэнергией.

Известны устройства для заряда бу- . . Ферных аккумуляторных батарей, в которых питание части потребителей осуществляется от отвода аккумуляторной батареи пониженным напряжением, при этом выранивание плеч аккумуляторной батареи осуществляется при помощи балластных сопротивлений (1 .

Такие устройства неэкономичны и не выравнивают заряженность плеч акку-, муляторной батарей во всех случаях, так как в зависимости от режима работы батареи, нагрузка потребляет различный ток.

Известны также устройства для электроснабжения транспортного средства, содержащее синхронный генератор с

2 якорной обмоткой и обомоткой возбуждения, двухполупериодный выпрямитель с числом ветвей, равным числу фаз якорной обмотки синхронного генератора, аккумулятор с более нагруженной и менее нагруженной полубатареями, регулятор напряжения, диод, общую нагрузку аккумулятора и индивидуальную нагрузку палубатареи f2).

Такое устройство не применяется в настоящее время на тепловозах, так как считается рациональным вести подзаряд аккумуляторной батареи от машины постоянного тока, выполняющей также функцию стартера при запуске дизеля от стартер-генераторс.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является схема устройства для заряда аккумуляторной батареи в буферном режиме, состоящая иэ статор-генератора, диода, аккумуляторной батареи, имеющей средний отвод и потребителей. Основные потребители включены.на полное на3 96681 пряжение батареи, но часть их (автоматическая локомотивная сигнализация и радиостанция) включены на половинное напряжение батареи, т.е. на разные ее части посредством среднего отвода. Заряд обеих плеч батареи ведется от стартер-генератора через диод f 3 3.

Низковольтные потребители, хотя и. потребляют примерно одинаковый ток, i0 создают существенную разницу в заряженности частей батареи. Это происходит в связи с тем, что у потребителей различно время включенного состояния в зависимости от условий эксплуатации 1З и различия.-в потребляемых токах. Это приводит к их преждевременному выходу из строя (сульфатация отрицательных пластин недозаряженных и преждевременное осыпание положительных плас-20 тин перезаряженных аккумуляторов).

Целью данного изобретения является выравнивание заряженности отдельных частей батареи во время заряда.

Указанная цель достигается тем, 2З что в устройстве для заряда буферной аккумуляторной батареи, имеющей отводы для питания отдельных потребителей с пониженным напряжением питания, содержащем блок для заряда полной бата- З0 реи, установлен дополнительно трансформатор тока или трансформатор напряжения с токоограничивающим сопротивлением в цепи первичной обмотки, эапи-, танный от источника переменного тока, а вторичные обмотки трансформатора через выпрямители подключены к каждой части аккумуляторной батареи в направлении подзаряда.

На фиг. 1 приведена принципиаль- 40

I ная схема устройства для заряда ак„кумуляторной батареи в буферном режи. ме с использованием трансформатора; на фиг. 2 — вариант устройства с уменьшенным количеством выпрямителей с использованием трансформатора напряжения с сопротивлением в его первичной обмотке.

Устройство для заряда аккумуляторной батареи в буферном .режиме содер50 жит стартер-генератор 1, последовательно ему включенФюй диод 2, аккумуляторную батарею 3, имеющую средний отвод и подключенную параллельно стартергенератбру локомотивную сигнализацию

И

4 и радиостанцию 5, подключенные параллельно каждому из плеч батареи, и общую нагрузку 6, подключенную парал, лельно всей батарее, Трансформатор тока 7 включен в цепь переменного тока возбуждения тягового генератора, а вторичные обмотки трансформатора 8 и

9 через мостовые выпрямители 10 и 11 подключены к каждой части аккумуляторной батареи в направлении подразряда.

Устройство работает следующим образом.

Батарея 3 заряжается от стартергенератора 1 через диод 2. Вторичная обмотка 8 трансформатора тока 7 и мостовой выпрямитель 10 образуют источник напряжения для подзаряда верхней части батареи (фиг. 1) . Аналогично выпрямитель 11 с обмоткой 9 трансформатора образуют такую же схему выпрямления для подэаряда нижней части батареи. Напряжение на выходе этих выпрямителей не могут существенно отличаться, так как они питаются от одинаковых обмоток, имеющих общий магнитный поток. При этом вторичный ток мо-. жет. протекать только по одной из вторичных обмоток, не, вызывая, существенного падения напряжения на ней (вследствие малости активного и реактивного сопротивления). При разности ЭДС обеих частей батареи в доли вольта выходной ток подзаряда потребляется в основйом той частью батареи, напряжение которой ниже.

На фиг. 2 вариант с уменьшенным количеством выпрямителей, питание которых осуществляется от выводов одной вторичной обмотки трансформатора напряжения 12. Низковольтная нагрузка включена на нижнюю часть аккумуляторной батареи.

Группа выпрямителей !3 и 14 (фиг. 2} образуют мостовую схему для подэаряда всей батареи, 14 и 15 - для нижней ее части. В случае, если аккумуляторная батарея имеет отвод от середины, группа диодов 14 отсутствует, а отвод аккумуляторной батареи соединяется со средним отводом вто-. ричной обмотки трансформатора. Токоограничивающее сопротивление 16 может быть как активным, так и реактивным. Возможны и другие схемы выпрямления, в том числе с увеличением числа участков батареи.

В устройстве предлагается использовать разность ЭДС аккумуляторов, заряженных в различной степени и различно нагруженных, а также эффект выравнивания напряжений на обмотках трансформатора с сопротивлением в це5 9668 пи первичной обмотки или трансформа,тора тока.

Вторичные обмотки трансформатора имеют общий магнитный поток и обычно относительно небольшое падение напряжения на обмотках трансформаторов в зависимости от нагрузки, вследствие малости их сопротивлений. Подэаряд от дополнительного устройства на одну или обе части батареи компенсируется 10. уменьшением общего тока от стартергенератора 1 через диод 2.

Трансформатор 7 должен иметь мощ-. ность, достаточную для компенсации различия в точках нагрузок 4 и 5 эа 1 достаточно длинный период времени, с учетом различных режимов их длительности, не обеспечивая указанную компенсацию в некоторых иэ режимов.

Устройство может применяться преж- 20 де всего в тех установках, где отсутствует основная сеть переменного тока, так как при наличии сети, используя трансформатор с выпрямителями, легко получить источник питания íà 25 любое напряжение постоянного тока.

Устройство может найти примене:. ние, например, в устройствах бесперебойного питания электроэнергией с небольшим количеством потребителей 3ф пониженного напряжения, когда установка дополнительной аккумуляторной батареи нецелесообразна. На транспортных средствах сеть переменного тока в большинствд случаев отсутствует, а ток и напряжение имеющихся источников питания изменяются в широких пределах, так .что стабилизация их для питания низковольтных потребителей практически невозможна. Например, на тепловозе 2ТЭ116 ток возбуждения тя-,, гового генератора изменяется более

15 6 чем в 5 раз в зависимости от режима движения поезда. Возбуждение тяговосо генератора може1 быть выключено вообще в тех случаях, когда должны работать радиостанция и автоматическая локомотивная сигнализация.

Применение устройства позволяет увеличить срок службы батареи, ее надежность без существенного увеличения габаритов и усложенения схемы. Формула изобретения

Устройство для заряда буферной аккумуляторной батареи, снабженной otводами. для питания. отдельных потребителей с различным напряжением питания от части батареи, содержащее блок для заряда полной батареи, о тл и ч а ю щ е е с я - тем, что, с целью выравнивания заряженности отдельных частей батареи, устройство допол-,. нительно снабжено трансформатором тока или трансформатором напряжения с токоограничивающим сопротивлением в цепи первичной обмотки, запитанным от источника переменного тока, при этом вторичные обмотки трансформатора через выпрямитель подключены к каждой части аккумуляторной батареи в направлении подзаряда °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Тепловоз 2ТЭ10В. Руководство по эксплуатации и обслуживанию . М., "Транспорт", 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 458923, кл. Н 02 J 7/34, 19П .

3. Тепловоз 2ТЭ116. Инструкция по эксплуатации и обслуживанию 2ТЭ116 .

И.Э. 004.