Устройство для заряда аккумуляторной батареи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (1983896 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 250381 (21) 3266287/24-07 с присоединением заявки ¹â€” . (23) Приоритет— .Опубликовано 231282 Бюллетень ¹ 47 (И) М. Кп.3

Н 02 Л 7/10

Н 02 Н 7/12

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.92:

:621.;355. 163 (088.8 ) Дата опубликования описания 23.1232 (72) Авторы изобретения

Н.И.Катаскин, Г.М.Минаев, В.Д.Чучкин и В.Н.филатов с

Научно-исследовательский . проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводнйковой. техники завода "Электровыпрямитель" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам токовой защиты преобразовательных установок батарей, используемых, в частности, для заряда аккумуляторных батарей.

Известны системы заряда аккумуляторных батарей асимметричным током, выполненные на основе трехфазного мос- 10 тового выпрямителя на тиристорах со сглаживающим реактором и тиристорноконденсаторным узлом разряда на выходе (1).

Наиболее близкими к изобретению являются устройства для новыыения эффективности формирования асимметричного тока путем создания бестоковых пауз в зарядном токе, в которых устанавливают дополнительные переключающие тиристоры — между одним .из выходов системы заряда со стороны сглаживающего реактора и входом выпрямителя.

Эти дополнительные тиристоры представляют собой трехфазный нулевой 1,полумостовой со средней точкой) выпрямитель, работающий .с частотой в 150 Гц в импульсном режиме,т.е. он обеспечивает переключение силового тока на внутренний контур с формированием в зарядном токе соответствующих по времени бестоковых пауз с частотой 150. Гц, во время которых и производится формирование в цепи аккумуляторной батареи узлом разряда деполяризующих импульсов тока 2 3.

Недостатком устройства. является по" ниженная надежность работы вследствие возможности внутренних коротких заьыканий, возможных при срыве коммутации дополнительных переключающих тиристоров.

Цель изобретения — повышение надежности работы известного устройства путем защиты его or внутренних коротких замыканий при срыве коммутации переключающих тиристоров ° . Указанная цель достигается тем, что в устройстве для заряда аккумуляторной батареи, содержащем трехфаз- ный мостовой выпрямитель на тиристорах со сглаживающим реактором и тиристорно-конденсаторный. узел разряда на выходе, с группой переключающих тиристоров между входом и выходом выпрямителя со стороны сглаживающего реактора, последовательно с тиристорами включены первичными обмотками трансформаторы тока, вторичные обмотки которых подключены через допол983896 нительные .выпрямитель, ключевой индикатор .длительности протекания тока, генератор линейно изменяющегося напряжения и пороговый элемент к исполнительному органу защиты устройства.

На чертеже приведена принципиальная блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит управляющий выпрямитель 1 на тиристорах, сглажи- 10 вающий дроссель 2, переключающие тиристоры 3, узел 4 разряда, аккумуляторную батарею 5, трансформаторы 6 тока, выпрямитель 7 защиты, ключевой индикатор 8, генератор 9 линейно изменяющегося напряжения, пороговый элемент 10 и исполнительный орган 11 защиты.

В нормальном режиме работы устройства, трехфазный мостовой выпрямитель 1 на тиристорах обеспечивает формирование зарядного тока повышенной плотности, сглаженного до требуемого уровня дросселем 2. Переключающие тиристоры 3 включают поочеред25 но в соответствующие фазовые моменты сетевого напряжения с помощью блока управления (не показан ), а запираются они в моменты их естественной коммутации. При этом происходит переключение тока зарядного выпрямителя 1 на внутренний контур с соответствующим формированием B цепи аккумуляторной батареи 5 бестоковых пауз с частотой 150 Гц, во время которых и производят формирование деполяризующих импульсов тока узлом 4 разряда.

Таким образом, в цепи каждого иэ переключающих тиристоров 3 протекают прямоугольные импульсы тока, 40 длительность которых определяется мо- ментами их фазного включения и естественной коммутации. Эти импульсы тока протекают и через первичные обмотки дополнительных трансформато- 45 ров 6 тока, включенных последовательно с переключающими тиристорами 3.

При простом включении первичных обмоток каждого из трансформаторов 6 тока, только в цепь одного из переключающих тиристоров возникает постоянное подмагничивание, требующее увеличения магнитопровода и габаритов трансформаторов тока. Поэтому для устранения постоянного подмагничивания, первичные обмотки трансформаторов 6:тока целесообразнее включать последовательно в цени двух смежных по фазе переключающих тиристоров.

В этом случае на -вторичных обмотках трансформаторов 6 тока, шунтированных нагрузочными резисторами, формируются биполярные импульсы напряжения, не содержащие постоянной составляющей. Однако, поскольку дополнительный выпрямитель 7 выполнен по 65 трехфазной нулевой схеме, выпрямляются только отрицательные импульсы напряжения, формируемые на выходе транс; форматоров б тока. И на выходе дополнит льного выпрямителя 7 формируется последовательность отрицательных импульсов постоянного напряжения частотой в 150 Гц, длительность импульсов которых соответствует длительности открытого состояния переключающих тиристоров 3.

Эта последовательность отрицательных импульсов с выхода дополнительного выпрямителя 7 подается на вход ключевого индикатора 8 длительности протекания тока, выполненного например, на основе транзистора, открытого при отсутствии тока в цепи дополнительных тиристоров 3 и закрытого при наличии тока в цепи дополнительных тиристоров 3. Сигнал с выхода ключевого индикатора 8 длительности импульсов тока подается на вход генератора 9 линейно изменяющегося напряжения, формирующего "пилу" напряжения с частотой в 150 Гц и с длиг тельностью импульсов напряжения, соответствующей длительности закрытого состояния ключевого индикатора 8.

В нормальном режиме работы устройства, напряжение на выходе генератора 9 линейно изменяющегося напряжения всегда меньше напряжения срабатывания порогового элемента 10.и на выходе исполнительного органа 11 защиты устройства не формируется командный сигнал.

При нарушении моментов естественной коммутации переключающих тиристоров 3 возможны различные аварийные режимы, сопровождающиеся срывом нормального режима, заряда и возникновением — образованием контуров протекания тока короткого замыкания сети через анодную группу тиристоров зарядного выпрямителя 1, сглаживающий дроссель ?, один из переключающих тиристоров 3, или аккумуляторной батареи 5 через один из переключающих тиристоров 3 и вышедший из строя катодный тиристор выпрямителя 1.

Соответственно возрастает и длительность протекания тока через переключающие тиристоры 3, которая в нормальных режимах работы строго фиксирована (0.8,1 или 1,2 мс4;Это приводит к увеличению длительности отрицательных импульсов напряжения на выходе дополнительного выпрямителя 7, увеличению закрытого состояния ключевого индикатора 8 длительности протекания тока, возрастанию до порогового значения напряжения генератора 9.линейно изменяющегося напряжения, срабатыванию порогового элемента 10 и формированию на выходе исполнительного органа 11 защиты

983896

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9945/68 Тираж 669 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 командного импульса, подаваемого, например, в блок управления для снятия управляющих импульсов.с тиристора выпрямителя и отключения коммутационной аппаратуры.

Благодаря тому, что защита устройства работает на принципе индикации длительности протекания импульсов тока, а не их среднего, действующего или амплитудного значения, резко повышается чувствительность и надежность индикации предаварийного состояния устройства.

Построение предлагаемым образом защиты устройства обусловлено в первую очередь специфическим импульсным 15 режимом работы переключающих тиристоров устройства, а также широким возможным диапазоном изменения величины зарядного тока, а соответственно, и амплитуды импульсов тока в цепи 2О дополнительных тиристоров. А поскольку длительность протекания импульсов тока через переключающие тиристоры в нормальном режиме является постоянной фиксированной величиной, то использование ее в качестве основного контрольного параметра резко повышает чувствительность и надежность срабатывания защиты устройства.

ЗО

Положительный эффект заключается в четкой и надежной фиксации предаварийного состояния работы устройства по длительности протекания импульсов тока через переключающие тиристоры. Это позволяет выбирать их только по нагрузочному току без учета тока короткого замыкания, т.е. снизить их установленную мощность в несколько раз. Соответственно снижаются масс-габаритные показатели и стоимость устройства.

Устройство для заряда аккумуляторной батареи, содержащее трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах со сглаживающим реактором и тиристорно-конденсаторный узел разряда на выходе с группой переключаницих тиристоров между входом и выходом выпрямителя со стороны сглаживающего реактора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его работы путем защиты его от внутренних коротких замыканий при срыве коммутации переключающих тиристоров, последовательно с тиристорами включены первичными обмотками трансформаторы тока, вторичные обмотки которых подключены через дополнительные выпрямитель, ключевой индикатор длительности протекания тока, генератор линейно изменяющегося напряжения-и пороговый элемент к исполнительному органу защиты устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зорохович А.E. и др. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. И., "Энергия", 1975, с. 203.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2944555, кл. Н 02 3 7/10, 1980.