Устройство для заряда аккумуляторной батареи асимметричным током

 

<и> 9S9673

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмалмстнческиз

Республик ф (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (ЩМ.Кл з (22) Заявлено 23.06. 81 (21) 3305879/24-07

Н 02 J 7/10 с прмсоедмнеммем заявки М

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет (33) УДК 621,355,163 (088. 8) Опубликовано 15.01,83. Бюллетень М 2 а

Дата опубликования описания 150183

В.Д.Чучкин> Г.И.Минаев и В.Н.Филатов

" к

Научно-исследовательский, проектно-конструк .и технологический институт силовой, полупроводн о техники 3авода Электровыпрямитель (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

АСИМИЕТРИЧНЯ4 ТОКОМ

Изобретение относится к электро" сов тока и, соответственно, завышен", технике и может найти практическое ная установленная мощность зарядного применение в устройствах заряда мощ" оборудования и пониженный КПД заряных аккумуляторных батарей, преиму- с . да. щественно свинцово-кислотных. Наиболее близким к предложенному

Известно устройство для заряда - по техничвской сущности является устаккумуляторных батарей асимметричным ройство для заряда аккумуляторной батоком, содвржащве трехфазный мосто- тареи асиммвтричным током, содержавой выпрямитель на .тиристорах с тран- 1п щее трехфазный мостовой выпрямитель сформатором на входе и сглаживающим на тиристорах с трансформатором на щюссвлем на выходе и узел формирова входе и сглаживающим дросселвм на вы" ния разрядных импульсов тока батареи ходе,переключающие тиристоры, подсостоящий из последовательно соеди- ключвнные между входом моста и аго ненных тиристора, дросселя и кондея- выходом со стороны дросселя, и тириссатора с цепью его первзаряда и под- 15 торно-дроссвльно-конденсаторный узел ключенный параллельно выходным важи- разряда батареи с тиристором первза мам устройства, . ряда конденсатора, подключенным каУправляемый выпрямитель со сглажи- тодом к нулевой точке трансформатора. вающим дросселем обеспечивает заряд

:аккумуляторной батареи постоянным Переключающие тиристоры обеслечи" сглаживающим током повышенной плот- вают коммутацию — эапирание аяодных ности, на который накладываются раз- . тиристоров выпрямителя и переключерядные импульсы тока малой длитель- . нне тока выпрямителя на внутренний ности, большой амплитуды и требуемой контур с формированием в цепи аккуму" частоты (в частности 150 Гц), форми- 25 .ляторной батареи бестокоэюй паузы. рувмыв тирнсторнб-дроссельно-конден- Разрядный тиристор замыкает контур саторным узлом разряда (1).. разряда аккумуляторной батареи с форНедостатком этого устройства явля- мированивм в нвй разрядных импульсов ется завышенная на величину эарядио- тока в течение бвстокоэой паузы. Пе- го тока амплитуда разрядных импуль- ЗО реэарядный.тиристор обеспечиэает пе989673

После перезаряда конденсатора 19 и перехода разрядного импульса тока через нулевое значение тиристор 11 запирается и к нему прикладывается разность напряжений конденсатора 19 и аккумуляторной батареи 22, являющаяся для него обратной.

После окончания формирования разрядного импульса и бестоковой паузы резаряд конденсатора за счет энергии, запасенной в сглаживающем дросселе(2);

Недостатком известного устройства является большая кратность раскачки напряжения на разрядном конденсаторе и зависимость ее не только от па" раметров разрядного контура, но и от (величины тока, протекающего в цепи сглаживающего дросселя, что ведет к дестабилизации разрядных импульсов тока и снижению надежности устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве содержащем трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах с трансформатором на входе и сглаживающим дросселем на выходе, переключающие тиристоры, подключенные между входом моста и выходом устройства со стороны дросселя, ® тиристорно-дроссельно-конденсаторный узел разряда батареи с тиристором перезаряда конденсатора, подключенным катодом к нулевой точке трансформатора, установлена ограничительная 25 вентильная цепочка, шунтирующая конденсатор и состоящая из встречно-последовательно включенных между собой одного диода и тиристора, к точке соединения которых подключен анод пе"30 резарядного тиристора.

При этом переход управляющий электрод-анод дополнительного тиристора шунтирован управляющей цепочкой, сос» тоящей из встречно-последовательно соединенных стабилитрона, другого диода и источника регулируемого опорного напряжения.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства. 40

Устройство содержит трансформатор

1, тиристоры 2-13, диоды 14 и 15, стабилитрон 16, дроссели 17 и 18, конденсатор 19, резистор 20, источник опорного напряжения 21 и работа- 4 ет на аккумуляторную батарею 22.

Концы первичной обмотки трансформатора 1 образуют входные зажимы устройства, Свободные концы вторичной обмотки трансформатора 1, соединенной в звезду, подключены к трехфаэному вентильному мосту на тиристорах

2-7 со сглаживающим дросселем 17 на выходе. Переключающие тиристоры 8,9 и 10 подключены между входом вентильного моста на тиристорах 2"7 и выходом устройства со стороны сглаживающего дросселя 17. Последовательно соединенные тиристор 11, дроссель 18 и конденсатор 19 образуют узел разряда батареи, подключенный параллельно 60 выходным зажимам устройства. Конденсатор 19 шунтирован дополнительной вентильной цепочкой, состоящей из встречно-последовательно включенных диода 14 и тиристора 13, точка соеди- 65 нения которых подключена через перезарядный тиристор 12 к нулевой точке вторичной обмотки трансформатора 1 °

При этом переход тиристора 13 управляющий электрод-анод шунтирован управляющей цепочкой, состоящей из . встречно-последовательно соединенны;; диода 1S, стабилитрона 16, резистор

20 и регулируемого источника опорного напряжения 21. Аккумуляторная батарея 22 подключена к выходным зажимам устройства.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства сетевого напряжейия система автоматического управления (не показана) начинает формировать узкие, сдвоенные через 60 эл. град. Управляющие импульсы, которые подаются поочередно через 60 эл. град. тиристоры 2-7 в порядке их нумерации. При этом в цепи аккумуляторной батареи 22 протекает сглаженный зарядный ток повышен ной плотности.

После окончания первой ступени заряда батареи сглаженным током повы шенной плотности (60-80% заряженности аккумуляторной батареи 22) начинают формировать асимметричный заряд. ный ток. Для этого подают управляю щий импульс на один из переключающих тиристоров 8,9 или 10, подключенный к не работающей в данный момент времени ветви мостового выпрямителя, например 9, при работающих тиристо" рах 2 и 3 и неработающей ветви тиристоров 4 и 7, Под разностью напряжений аккумуляторной батареи 22 и соответствующего линейного напряжения (Б ) происходит зацирание анодного тиристора 3 и переключение тока выпрямителя на внут ренний контур, образованный соединенными последовательно фазами с(и Ь, тиристорами 2 и 9 и дросселем 17, с формированием в цепи аккумуляторной батареи 22 бестоковой паузы.

При этом требуемой длительностью паузы определяется и сам момент one" режающего включения переключающих тиристоров 8,9 и 10 относительно моментов их естественной коммутации.

Во время бестоковой паузы подается управляющий импульс на разрядный тиристор 11, и при его отпирании происходит формирование разрядного импульса тока в цепи аккумуляторной батареи 22 и узла разряда 11, 18 и 19

989673 л и ч а ю щ е е с я тем, что в цепь управляющей цепочки введен дополнительный источник регулируемого опор", ного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зорохович A.Å. и др. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М, Энергия, 1975, с, 203-204.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2944555/07 кл. Н 02 Х 7/10, 1980. подается управляющий импульс на переэарядный тирнстор 12. Происходит запирание переключающего тиристора

9 и переход тока дросселя 17 на переэарядный контур, образованный посртедоватрльно соединенными сглаживаю- 5 щим дросселем 17, катодным тиристором выпрямителя 2, фазой а трансформатора 1, переэарядным тиристором 12, дополнительным диодом 14, разрядным конденсатором 19 и аккумуляторной .батареей 22. Поскольку ток в дросселе 17.не может скачкообразно изменяться принципиально, он начинает протекать по этому контуру практически мгновенно, с некоторой задержкой в нарастании, обусловленной наличием параэитных индуктивностей в конту" ре и угла коммутации переключающих тиристоров 8, 9 и 10. При этом он является для аккумуляторной батареи

22 зарядным, а для конденсатора 19 перезарядным, обеспечивая его перезаряд до напряжения первоначальной по" лярности.

Как только напряжение на конденсаторе 19 сменит свою полярность на первоначальную и достигнет требуемо"

ro заранее заданного значения, происходит пробой стабилитрона 16 и формирование управляющего импульса для тиристора 13 путем разряда конденса- ЗО тора 19 по контуру диод 14, управляющий переход тиристора 13, токоограничивающий резистор 20, источник опорного напряжения 21 стабилитрон 16 и диод 15, 35

При отпирании тиристора 13 заданный ток аккумуляторной батареи 22 и дросселя 17 переключается на тиристор: 13, минуя конденсатор 19 и диод

l4> прекращая .тем самым дальнейший 4() перезаряд конденсатора 19. Наличие диода 14 предотвращает разряд конденсатора 19 на тиристор 13 и обеспечивает фиксацию напряжения на конденсаторе 1,9 на требуемом уровне. 45

После переключения зарядного тока на тиристоры 13 и 12 подаются управляющие импульсы на катодные тиристоры 3, 5, 7 находящиеся во включенном состоянии перед началом формирования очередного разрядного импульса тока.

При отпирании mM (в данном случае тиристора 3) происходит запирание-коммутация тиристоров 12 и 13 по контуру, образованному работающей фазой .трансформатора 1 (фаза С ) и тиристорами 3, 12 и 13, и восстановление первоначального контура протекания зарядного тока тиристоры 2-7, дрос-. сель 17 и аккумуляторная батарея 22.

Аналогичным образом происходит формирование всех остальных разрядных импульсов тока.

Благодаря введению дополнительной вентильной цепочки 13 и 14.обеспечивается ограничение-фиксация предзаряд-65 ного напряжения на конденсаторе 19 на .требуемом уровне, а это, и свою очередь, обеспечивает стабилизацию амплитуды и среднего значения разрядных деполяризирующих импульсов тока и, как следствие, повышение надежности работы устройства.

В случае необходимости регулировки величины разрядных-деполяризирующих импульсов тока в управляющую цепочку тнристора 13 вводят регулируемый опорный источник напряжения, который может являться элементом замкнутой системы автоматического управления устройством. Регулирование его величины позволяет регулировать суммарное напряжение, прикладываемое к стабилитрону 16, и тем самым регули-. ровать уровень фиксации напряжения на конденсаторе 19 и, соответственно, величину разрядных импульсов тока. Кроме того, тиристором 13 можно управлять посторонним сигналом, например от системы управления устройством.

Формула изобретения

1. Устройство для заряда аккуму" ляторной батареи асимметричным током,. содержащее трехфазный мостовой выпрямитель на тиристорах- с трансформатором на входе и сглаживающим дросселем на выходе, переключающие тиристоры подключенные между входом моста и выходом устройства со стороны дросселя, и тиристорно-дроссель- . но-конденсаторный узел разряда батареи с тиристором первзаряда конденсатора, подключенным катодом к нулевой точке трансформатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, конденсатор шунтирован дополнительной цепочкой, состоящей из встречно-последовательно.включенных одного диода и тиристора, к точке соединения которых подключен:анод перезарядного тиристора.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, переход управляющий. электрод-анод тиристора дополнительной цепочки шунтирован управляющей цепочкой, состоящей иэ встречно-последовательно включенных стабилитрона, другого диода и токоограничивающего резистора.

3. Устройство по п.п. 1 и 2, о т»

989673

Составитель В.Оглоблев

Редактор Л.Веселовская Техред С.Мигунова

Корректор М.Шароши

Подписное

Филиал ЛПП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Заказ, 11143/74 Тираж 615

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3 035, Москва) Ж-35 у .Раушская наб., д. 4/5