Система заряда аккумуляторной батареи ассиметричным током

 

СИСТЕМА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ, содержащая зарядный источник переменного тока, подключенный к двум входным клеммам, одна из которых объединена с отрицательным выходным выводом для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, два зарядных диода, анод первого из которых связан с второй входной клеммой, блокирующий вентиль, соединенный анодом с одной из входных клемм, линейный дроссель с отводом от части витков его обмотки и дозирующий конденсатор , соединенный одной своей 10. обкладкой с отводом от части витков обмотки линейного дросселя, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности и массы трехфазного источника переменцого тока«путем увеличения его коэффициента мощности и КПД системы, она дополнительно снабжена третьей входной клеммой, подключенной к свободному линейному выводу трехфазного источника переменного тока и другой обкладке дозирующего конденсатора, и разрядным конденсатором, включенным между третьей входной клеммой и положительным выходным выводом, при зтом конец одной части обмотки линейного дросселя с меньшим числом (Л витков, связанный с одной обкладкой конденсатора, соединен через второй зарядный диод с катодом блокирующего вентиля и с концом другой части обмотки линейного дросселя с большим числом витков, начало одной части обмотки линейного дросселя с меньшим числом витков соединено с катодом первого зарядного диода, а начало другой ее части - с положительным выходным выводом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (б11W Н Ог З 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffMA (21) 3779084/24-07 (22) 31 ° 07 ° 84 (46) 30.12.85. Бюл.Р 48 (72) А.Г.Николаев, В.В.Додотченко и В.К.Быстров (53) 621 ° 355 ° 163(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 543089, кл. Н 02 J 7/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 653681, кл. Н 02 J 7/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

9 951664, кл. Н 03 К 3/53, 1982. (54) (57) СИСТЕМА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ, содержащая зарядный источник переменного тока, подключенный к двум входным клеммам, одна из которых объединена с отрицательным выходным выводом для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, два зарядных диода, анод первого из которых связан с второй входной клеммой, блокирующий вентиль, соединенный анодом с одной из входных клемм, линейный дроссель с отводом от части витков его обмотки и дозирующий конденсатор, соединенный одной своей обкладкой с отводом от части витков обмотки линейного дросселя, о т л ичающая с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности и массы трехфазного источника переменного тока путем увеличения его коэффициента мощности и КПД системы, она дополнительно снабжена третьей входной клеммой, подключенной к свободному линейному выводу трехфазного источника переменного тока и другой обкладке дозирующего конденсатора, и разрядным конденсатором, включенным между третьей входной клеммой и положительным выходным выводом, при этом конец одной части обмотки линейного дросселя с меньшим числом витков, связанный с одной обкладкой конденсатора, соединен через второй зарядный диод с катодом блокирующего вентиля и с концом другой части обмотки линейного дросселя с большим числом витков, начало одной части обмотки линейного дросселя с меньшим числом витков соединено с катодом первого зарядного диода, а начало другой ее части — с положительным выходным выводом.

1 1201

Изобретение относится к электрохимическим источникам постоянного тока — аккумуляторным батареям, а именно к импульсным зарядным системам, используемым для формировки и заряда аккумуляторных батарей асимметричным током как в стационарных условиях, так и на подвижных объектах.

Цель изобретения — уменьшение установленной мощности и массы трехфазного источника переменного тока путем увеличения его коэффициента мощности и КЦЦ системы заряда аккумуляторной.батареи.

На чертеже приведена принципиальная схема системы заряда аккумуляторной батареи асимметричным током.

Система содержит зарядный трехфазный источник переменного тока, обмотки которого могут быть соединены по электрической схеме треугольника или звезды, при этом линейные выводы обмоток трехфазного источника переменного тока подключены к трем входным клеммам 1,2, и 3, положительный 4 и отрицательный 5 выходные выводы для соединения с заряжаемой аккумуляторной батареей б, два зарядных диода 7 и 8, анод первого из которых связан с первой входной клеммой 1, блокирующий вентиль 9, линейный дроссель с отводам от части витков его обмотки, делящим обмотку на две неравные части 10.1 и 10.2, 35 дозирующий конденсатор 11 и зарядный конденсатор 12, включенный между третьей входной клеммой 3 и положительным выходным выводом 4. Вторая входная клемма 2 объединена с отри40 цательным выходным выводом 5. Конец одной части 10.1 обмотки линейного дросселя с числом витков ЪФ связан через второй зарядный диод 8 с концом другой части 10.2 обмотки линеи45 ного дросселя с числом витков ы, причем ж w<, а катод зарядного диода 8 подключен к концу другой части 10 ° 2 обмотки линейного дросселя и к катоду блокирующего вентиля 9.

Анод блокирующего вентиля 9 связан с отрицательным выходным выводом 5.

Дозирующий конденсатор 11 включен между третьей входной клеммой 3 и анодом второго зарядного диода 8 ° " 55

Начало одной части 10.1 обмотки линейного дросселя соединено с катодом первого зарядного диода 7, а

958 2 начало другой ее части 10.2 — с положительным выходным выводом.

При рассмотрении работы системы заряда аккумуляторной батареи асимметричным током считаем, что собстве ная круговая частота контура заряда дозирующего конденсатора 11 равна круговой частоте M изменения линейных напряжений U, Ugg H U, источника, и что начальное напряжение на дозирующем конденсаторе перед его зарядом равно нулю, а за начало отсчета примем момент времени, когда линей ное напряжение У, убывая, проходит через нуль.

В диапазоне изменении угла e t от 0 до 180 эл.град. и далее каждый последующий период, когда линейное напряжение U>< отрицательно (потенциал клеммы 1 выше потенциала клеммы 3), происходит заряд дозирующего конденсатора по цепи: клемма 1 диод 7 — часть 10.1 обмотки линейного дросселя — конденсатор 11 — клемма 3 — обмотки источника-клемма 1 до напряжения, определяемого выражением

0„ (ut- Üå þ(ót Я (1) -уЦ.)4 ц -) я=

1 0,0625f Q4+(1+0,26! Q2 j! Qг где — амплитуда линейного напряжения источника; — круговая частота изменения линейного напряжения источника;

Я",Д<«(r добротность зарядного контура; 10 - индуктивность части 10.1 обмотки линейного дросселя;

Сц — емкость дозирующего конденсатора 11 у — активное сопротивление описанного контура заряда дозирующего конденсатора 11

Г

Ъдс1гй(2 46 -< - начальная фаза (начальный угол).

Напряжение на дозирующем конденсаторе 11 достигает максимума при доб.

1201958

4Q2-i

50

3 ротности зарядного контура Я = 10, равного Бо44 в -1,45 U ö, примерно в конце отрицательного йолупериода изменения линейного напряжения U з °

При заряде дозирующего конденсатора

11 к части 10.1 обмотки линейного дросселя прикладывается напряжение г 1 „„(1-0,25 iaz) о н д )p,0+$5 (q-025/а )

QQ gz — -и4Д|а 44 4in(44tta) t

444 -I

1 достигающее максимума при добротности зарядного контура Q = 10 равного 01о 1,45 Бо,„ также в конце отрицательного полуперчода изменения линейного напряжения U . 3a счет

3! трансформаторной связи части 10 ° 1 обмотки линейного дросселя с ее частью 10.2 с коэффициентом трансфоРмации К = ю /w,> 2, где ч число витков в части 10.2 а ч число витков в части 10.1 обмотки линейного дросселя, в части 10.2 индуктируется напряжение

Пю1 = Кт П4о в (3) достигающее максимума (при добротности контура заряда дозирующего конденсатора Q = 10 составляющего

П,, 2,9 UÄ, примерно в конде отрицательного полупериода изменения линейного напряжения U . Это нап3! ряжение через блокирующий вентиль 9 прикладывается к аккумуляторной батарее 6 по цепи: часть 10.2 обмотки дросселя — вывод 4 - аккумуляторная батарея 6 — вывод 5 — вентиль 9— часть 10.2 обмотки дросселя. По этой же цепи энергия, накопленная в линейном дросселе при наличии в нем тока, полезно используется для заряда акхумуляторной батареи 6. В результате заряда аккумуляторной батареи 6 через много периодов изменения линейного напряжения источника аккумуля-торная батарея может зарядиться до максимального напряжения

064,, тц !о 4 Ю 2 9 044444 (4) при добротности контура заряда дозирующего конденсатора 11 Q = 10.

Кроме описанного трансформаторного пути передачи энергии трехфазного источника переменного тока в аккумуляторную батарею в системе ее заряда, существуют еще два кондукционных электрических пути передачи энергии источника в аккумуляторную батарею.

По первому кондукционному пути заряд аккумуляторной батареи 6 происходит при положительных полупериодах линейного напряжения Utz источника (когда потенциал клеммы 1 выше потенциала клеммы 2) по цепи: клемма 1 диод 7 — часть 10.1 обмотки дросселя — диод 8 — часть 10.2 обмотки дросселя — вывод 4 — аккумуляторная батарея 6 — вывод 5 — клемма 2 — обмотки источника — клемма 1 источника. Этот путь возможен при напряжении аккумуляторной батареи 6 U6 (Uù„. По второму кондукционному пути заряд акку20 муляторной батареи 6 происходит в отрицательных полупериодах изменения линейного напряжения U источника

23 (когда потенциал клеммы 3 выше потенциала клеммы 2) от соединенных последовательно — согласно источника и дозирующего конденсатора по цепи: клемма 3 — конденсатор 11 диод 8 — часть 10.2 обмотки дросселя — вывод 4 — аккумуляторная батарея 6 — вывод 5 — клемма 2 — обмот-. ки источника -"клемма 3 источника.

Этот путь возможен при напряжении аккумуляторной батареи U 2 45 U о а4

При положительных полупериодах изменения линейного напряжения происходит разряд-перезаряд зарядноразрядного конденсатора 12 по цепи: клемма 2 — вывод 5 — аккумуляторная батарея 6 — вывод 4 — конденсатор 12 клемма 3 — обмотки источника — клемма 2 источника и через аккумуляторную батарею 6 проходит деполяризуюший импульс тока, величина которого определяется емкостью разрядного конденсатора 12 Ciz((С 1 .

Описанные процессы происходят циклически с частотой изменения линейных напряжений источника — до момента заряда аккумуляторной батареи 6 до.заданного максимального напряжения U . Далее следует разряд аккумуляторной батареи на сопротивление нагрузки и новый, аналогичный описанному заряд аккумуляторной

55, батареи, а затем процессы ее заряда-разряда повторяются циклически.

В предлагаемой системе заряда (индекс ПС) аккумуляторной батареи, 3 1201958 б когда существуют все три пути пере- фазного источника переменного тока, дачи энергии, полезно используются что обеспечивает высокие коэффициен все три линейных напряжения трех- ты мощности и КПД системы.

Составитель В.Оглоблев

Редактор А.Лежнина Гехред А.Кикемезей Корректор И.Эрдейи

Заказ 8099/55 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

° С

" ичиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4