Система для подзарядки стартерной аккумуляторной батареи на автономном подвижном составе

 

Изобретение может быть использовано для подзаряда стартерных баHh тарей большой емкости на автономном . подвижном составе с двигателями внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение КЦЦ подзаряда и увеличение срока службы батареи. После запуска двигателя внутреннего сгорания 8 пусковое устройство 7 запускает реле времени 6. Частота вращения двигателя 8 растет и при достижении напряжением источника постоянного тока 2, работающего в режиме ограничения напряжения, величины, превьшакяцей ЭДС аккут уляторной батареи 1, ток заряда начинает расти. Ток ограничивается и поддерживается постоянным в первой фазе при помощи токоизме{)И- теля 9 и регулятора напряжения 3 до выхода на режим ограничения напряжения . Ток заряда снижается до установившегося значения. По истечении заданного времени контакт 5 реле времени 6 разрывае г цепь управления запирающего устройства 4 и батарея отключается от источника постоянного тока. Описаны также две модификации предлагаемого устройства. 2 з.п.ф-лы, 4 ил. & (Л 4 О) 1чЭ 4ib СО 10/ jj/ Фuz.l

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (SD 4 Н.02 Л 7/16

; 9) !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ тарей большой емкости на автономном подвижном составе с двигателями внутреннего сгорания. Цель изобретения— повышение КПД подзаряда и увеличение срока службы батареи. После запуска двигателя внутреннего сгорания

8 пусковое устройство 7 запускает реле времени 6. Частота вращения двигателя 8 растет и при достижении напряжением источника постоянного тока

2, работающего в режиме ограничения напряжения, величины, превышающей

ЭДС аккумуляторной батареи 1, ток заряда начинает расти. Ток ограничивается и поддерживается постоянным в первой фазе при помощи токоизмерителя 9 и регулятора напряжения 3 до выхода на режим ограничения напряжения. Ток заряда снижается до установившегося значения. По истечении заданного времени контакт 5 реле времени 6 разрываеr цепь управления запирающего устройства 4 и батарея отключается от источника постоянного тока. Описаны также две модификации предлагаемого устройства. 2 з.п.ф-лы, ф

4 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3560516/24-07 (22) 28. 12. 82 (46) 23.07.86. Бюл. №- 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт, Московский институт инженеров железнодорожного транспорта и Производственное объединение "Ворошиловградтепловоз" (72) И.К.Лобанов, В.С.Строков, И.П.Бородулин, А.В.Кабаков и Г.А.Пупынин (53) 621.355.1(088.8) (56) Zehvilhelen. Das Laden von Akkumulatoren-Batterien mit koristanter

Spanming. "Elektrotechnik", 1966, В. 18, № 20, 771-773.

Степанов А.Д, и др. Передача мощности тепловозов. М.: Транспорт, 1967, с. 114.

Филонов С.П. и др. Тепловоз 2 ТЭ

116. М.: Транспорт, 1977, с. 283. (54) СИСТЕМА ДЛЯ ПОДЗАРЯДА СТАРТЕРНОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ НА ABTOH0NH0N ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ (57) Изобретение может быть использовано для подзаряда стартерных ба-

„„Я0„„1246243 А 1

1246243

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам ,цля подзаряда стартерных аккумуляторных батарей в эксплуатации, преимущественно, щелочно-никелевых.

Устройство может быть применено для подзаряда стартерных батарей большой емкости на автономном подвижном составе (тепловозы, дизельпоезда, автоматрисы и др.) с двигателями внутреннего сгорания.

Целью изобретения является увеличение КПД подзаряда, повышение надежности батареи.

На фиг ° 1-3 представлены варианты функциональных блок-схем устройства, на фиг.4 — диаграмма, отражающая цикл работы устройства, Система для подзаряда стартерных батарей состоит из следующих элементов.

В цепь аккумуляторной батареи 1 (фиг.1) и источника постоянного напряжения, работающего в режиме ограничения напряжения и источника 2 постоянного тока, вход которого соединен с регулятором 3 напряжения, включено запирающее устройство 4 °

В цепь управления запирающего устройства 4 включен размыкающий кон— такт 5 реле 6 времени, вход которого соединен с выходом пускового устройства 7. Двигатель 8 внутреннего сгорания приводит источник 2 постоянного тока„ который находится в одной цепи с токоизмерителем 9, выход которого соединен с входом регулятора 3 напряжения, Двигатель внутреннего сгорания и источник постоянного тока связаны валопроводом 10.

Система работает следующим образом.

После запуска,цвигателя 8 внутреннего сгорания пусковое устройство 7 дает, сигнал на подключение реле 8 времени. При достижении частоты вращения двигателя 8 близкой к частоте холостого хода напряжение источника

2 постоянного. тока превышает ЗДС аккумуляторной батареи l повышается ток заряда, который ограничивается и поддерживается постоянным в первой фазе при помощи токоизмерителя 9 и регулятора 3 напряжения до выхода на режим ограничения напряжения. После этого ток заряда начинает медленно снижаться до установившегося значения. По истечению заданного времени контакт 5 реле времени разрывает цепь управления запираю— щего устройства и батарея отключается от источника постоянного тока.

5 При последующем запуске двигателя внутреннего сгорания цикл работы зарядной системы повторяется.

Система для подзаряда стартерной батареи, изображенная на фиг.2, содержит источник 2 постоянного тока с регулятором 3 напряжения. Источник 2 через тиристор 11 соединяется с аккумуляторной батареей 1 ° Выход пускового устройства 7, которое

I обтекается стартерным током при запуске, соединяется с входом реле 6 времени, один контакт 5 которого включен между анодом и управляющим устройством 4 тиристора, а второй

20 контакт 12 соединен с регулятором 3 напряжения. Вход и выход регулятора

3 напряжения имеет те же связи, что и устройство на фиг, l

Система работает следующим образом.

После запуска двигателя 8 внутреннего сгорания сигнал от пускового устройства 7 включает реле 6 времени, тиристор 11 обеспечивает подключение источника 2 заряда к аккумуляторной батарее 1, поскольку цепь управляющего электрода соединяется с анодом через размыкающий контакт 5 реле времени. Ограничение и поддер35

55 жанне тока в первой фазе после запуска происходит аналогично устройству на фиг.1. По истечении заданного времени контакт 5 реле времени разрывает цепь управляющего электрода тиристора 11, одновременно другой контакт 12 этого же реле времени замыкается., подавая сигнал в регулятор

3 напряжения.

В результате снижается напряжение источника 2 постоянного тока и тиристор 11 запирается, а батарея отключается от источника постоянного тока. При следующем запуске двигателя цикл работы повторяется.

Системы для подзаряда стартерной аккумуляторной батареи, изображенная на фиг„3, содержит источник 2 постоянного тока с регулятором 3 напряжения, который соединяется в аккумуляторной батареей 1 через диод 13 и контакт 14. В цепь катушки 15 контакта. 14 включен размыкающий контакт

5 реле 6 времени, вход которого сое1246243 4 кель-железной батареи Т ° невелико

М и составляет 2-5 мин.

Во второй фазе .Т батарея подвергается подзарядке при U =Снам, убывающим током от I, =Т „ до

=(0,5-0,35) °:Г „,„„а общее время подзарядного цикла составляет динен с выходом пускового устройства

7, которое обтекается стертерным током при запуске„

Система работает следующим образомм.

После запуска двигателя 8 пусковое устройство 7 дает сигнал на вклю чение реле 6 времени, контактом 14 подключается аккумуляторная батарея на заряд после того, как напряжение 10 источника 2 превысит ЭДС батареи 1.

Диод 13 предотвращает протекание обратного тока при снижении частоты вращения двигателя 8. Ограничение и поддержание тока в первой фазе пос- f5 ле запуска происходит аналогично устройству на фиг.1, По истечении заданного времени контакт 5 реле 6 времени разрывает цепь катушки 15 контакта 14 и батарея отключается 20 от источника 2. При последующем запуске цикл работы повторяется, Таким образом, батарея подзаряжается в.первой фазе в режиме постоянного тока, близкого к номинально-, 25 му, во второй — в режиме постоянного напряжения, а общее время подзаряда после каждого запуска составляет

30-60 мин, и устанавливается опытнорасчетным путем. Время подзаряда ð определяется емкостью, необходимой для компенсации разряда при запуске двигателя, саморазрядом батареи при отсутствии подзаряда и емкостью для питания вспомогательных потребителей при остановленном двигателе.

Особенность работы предлагаемой системы поясняется диаграммами на фиг.4, где: напряжение источника за40 ряда — Uqy, ЭДС поляризации батареиЕ ; ток заряда — I и разряда— батареи представлены в функции времени работы дизеля — T „ и во время .паузы — Т„> (дизель остановлен), 45 обусловленной условием эксплуатации.

Как видно из фиг.4, в первой фазе подзаряда Т„ напряжение U изменяется по криволинейной зависимости от

55 Система для подзаряда стартерной аккумуляторной батареи на автономном подвижном составе, содержащая двигатель внутреннего сгорания, зарядный

Бу = 0,9 1 нам до

Ugr U„ =Const i обусловленной глубиной разряда и характером нарастания Е при подз арядке.

При этом ток заряда ограничивается величиной I =т „, . В обычнбй эксплуатации применительно для ниТ ц =Т, +Т 2 =30-60 мин, Э то время опр еделяе тс я ра сче тноэкспериментальным путем в зависимости от температуры электролита и оптимальной степени заряженности. По окончании цикла подзарядки батарея отключается от источника заряда йо сигналу реле времени путем разрыва цепи зарядного тока или кратковременном (0,7-1,0 с) снижении зарядного напряжения до уровня U z =

=0,87 Ugд, для создания условия

ЕБ ) Ugz

В рядовой эксплуатации соотношение времени работы дизеля Т и подзарядного цикла Т обычно составляет

Т,, /Тз,„, =9-4, Устройство позволяет резко уменьшить расходы энергии по подзарядке батареи, т.е. повысить КПД подзаряда, снизить перезаряд батареи и температуру электролита в летнее время, когда имеется опасность превышения предельно допустимой температуры электролита (для никель-железных ак0 кумуляторов +45 ) . Одновременно оно позволяет устранить нарастающий недозаряд стартерной батареи в эксплуатации при умеренной температуре электролита, так как сочетание режима постоянного тока, близкого к номинальному, и режима постоянного напряжения без токоограничивающего резистора позволяет резко поднять КПД заряда.

Все перечисленные факторы положительно влияют на надежность стартерной батареи, в частности на срок службы.

Формула изобретения

1246243

Риаз 2

+ источник постоянного тока, работаю- щий в режиме ограничения напряжения, приводимый двигателем внутреннего сгорания и соединенный с выходом регулятора напряжения, пусковое устройство, связанное с двигателем внутреннего сгорания, запирающее устройство в. зарядной цепи, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения КПД процесса подзаряда и повышения надежности батареи, в нее дополнительно введены токоизмеритель зарядной цепи, соединенный с входом регулятора напряжения, и реле времени, вход которого соединен с выходом пускового устройства, а размыкающий контакт этого реле вермени включен в цепь управления запирающего устройства °

2. Система по п.1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что запирающее устройство выполнено в виде тиристора, управляющий электрод которого соединен с его анодом размыкающим контактом реле времени, а другой контакт этого реле времени включен в цепь о регулятора напряжения источника постояннсго тока.

3. Система по п.1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что запирающее устройство выполнено в виде диода и контактора, в цепь питания катушки которого включен размыкающий контакт реле времени.

1246243

Редактор А. Ворович

Заказ 4014/49 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ЯГ 6

Составитель И.Найдина

Техред М.Ходанич Корректор И.Пожо