Патент ссср 156986

 

№ 156986

Класс Н 02р; 21с, 5101

Н 011п, 21b 26а2

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л0 91

А. Н. Милях, Б. Е. Кубышин и И. В. Волков

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

АККУМУЛЯТОРОВ

Заявлено 18 января 1962 г, за Ле 760880724-7 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете й1инпстров СССР

Опубликовано в «Б1оллетене изобретений и товарных знаков» Л 17 за 1968 г.

Одним из наиболее распространенных режимов заряда аккумуляTopHbIx батарей является зарядка постоянным током неизменного значения в течение всего или большей час!ч! периода заряда.

В зарядных устройствах, питаемых перемеинь!м током через транс(рорматор, и содержащих выпрямители, реи(им заряда неизменной величиной тока осуществляется обычно включением в цепь переменного тока балластных сопротивлений — активных или индуктивных Иерегулируемых или управляемых пода!агни !иванием по определенному Закону по мере заряда). Коренными недостатками этих c åì являются пониже:-!ный к. п.д. при активном балласте и пониженный коэффициент тощF!Ости при индуктивном балласте.

Предлагаемое устройство Q,iÿ зарядки электричесьпlх акlеумуляторов обеспечивает наряду с автоматическим поддержанием зарядного

Т0КВ на определеHHOм y poBHc Высокие 3HBчения к. и. д. и коэффици! HT3 мощности. Это достигается включением обычно применяемых в схеме зар5!диого устройства дросселя и конденсатора так, что Они 0(IpB33 ют индукгивно-емкостный резонансный контур, выпол:PHHbliI по Т-образной или мостовой сднофазной либо трехфазной схеме с взаимной магнитной связью индуктивностей.

С IIP Iblo автох!атического сни кениЯ BP;IH IHHbi Т01(а B KoHIIE . 3BIiII!B

ДО 3HB feHH5i, ITPH KOTOPOXI 3BPHII(BP Iblll BKK)T I, IHTOP IIOMPT ДЛИТЕЛЬНОЕ время оставаться подключенным к зарядной цепи, сердечник трансформатора предлагается выполнять из материала с резко выраженным переходом от ненасыщенного к насыщенному участку характеристики намагничивания. № 156986

Возможность рез кого уменьшения величины тока заряда до необходимой величины при достижении в аккумуляторе точки газообразования электролита обеспечивается с помощью магнитного усилителя с перекомпенсированной положительной обратной связью, обмотка управления которого присоединяется к заря>каемым аккумуляторам.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства с Т-образным, а на фиг. 2 — с мостовым контурами; на фиг. 3— вариант устройства с трехфазным питанием; на фиг. 4 — вариант устройства с магнитным усилителем, а на фиг. 5 — зарядная характерисгпка устройства.

В цепь первичной обмотки трансформатора Т (фиг. 1) включен индуктивно-емкостный резонансный контур (обведен пунктиром), выполненный по Т-образной схеме и состоящий из двух обмоток L, и L,» дросселя, размещенных на общем магнитопроводе, и конденсатора С .

Эту часть схемы можно рассматривать как линейный пассивный

,åòûðåõïoëþñíèê, описываемый известными уравнениями где U„ I, — комплексные напряжения и токи на входе;

U.,,I., — комплексные напря>кения и токи на выходе;

А, В, С, D — коэффициенты четырехполюсника.

Учитывая, что напряжение на нагрузке связано с величиной нагрузки Л„ соотношением с>» = 1., Е„, уравнение для тока I..íà выходе можно привести к виду:

I =

AZ„+ В

Если считать коэффициент А равным нулю, го ток в нагрузке не будет зависеть от величины нагрузки. Определяется он лишь входным напряжением U> и параметром В четырехполюсника.

В изображенном на фиг. 1 индуктивно-емкостном контуре параметр

Л стремится к нулю, если элементы подобраны таким образом, что и L>C, =1, где о — угловая частота питающего напряжения, и активное сопротивление дросселя весьма мало по сравнению с индуктивным (высокая добротность). При выборе Lz —— — L входной ток I, при активной нагрузке совпадает по фазе с питающим напряжением U, в чем нетрудно убедиться, анализируя схему обычными методами.

Взаимная магнитная связь М индуктивностей L, u L, дает возмо>кность существенно уменьшить габариты дросселя и конденсатора.

Трансформатор Т, включении, и между нагрузкой и резонансным контуром, позволяет согласовать сопротивление нагрузки с вы одным сспротивлением контура и тем самым добиться высокого к. п. д. устройства.

Выпрямленный мостом В зарядный ток I ... так же как и переменный ток,на входе моста, не зависит от величины нагрузки, которой является заря>каемая батарея Б.

Поэтому, несмотря Hci возрастание напряжения батареи по мере ее заряда, зарядный ток остается практически неизменным в течение всего времени заряда.

Индуктивно-емкостный резонансный контур может быть выполнен не только по Т-образной, но и по мостовой схеме (фиг. 2), при которой к. п.д., коэффициент мощности и точность стабилизации такие же, как при Т-образной схеме. В обеих схемах коэффициент должен быть равен ,нулю.

Хе 15б9чо

При наличии трехфазной пита. ошей сети предлагаемое устройство может быть выполнено по трехфазнoi схеме. На фиг. 3 представ, чена схема трехфазного зарядного усгройства с Т-образным резонансным контуром и выпрямителем Ларионова. Аналогично может быть выполнена мостовая трехфазная схема. Трехфазное устройство дает меньший процент пульсации выпрямленного тока и имеет более высокий и. п. д.

Режим зарядки батарей при постоянной величине тока обь;чнo требует тшагельного контроля за мо ентом окончания заряда во нзоежание бурного газовыделения.

В предлагаемом устройс",ве этот недостаток устраняется путем расчета и выполнения трансформатора Т, позволяющего автоматическ уменьшать величины по окончании заряда.

Трансформатор рассчитывается таким образом, чтобы увеличению напряжения батареи U;,,„от начального значения (l „„ (фнг. 5) до ,напряжения U„. (точка газообразования), несколько меньшего номинального напряжения UH, соответствовал участок а — б внешней характеристики устройства и чтобы дальнейшее небольшое увеличение напряжения (AU) батареи приводило к значительному уменьшению зарядногo тока I3 >. При полностью заряж иной батарее ток должен уменьшаться до величины 1„0„, в несколько раз меньшей начальной

1«ч и предотвращаюгцей порчу батареи даже при длительном подключснии заряженной батареи к зарядной цепи.

Для того чтобы переход из точки б в точку в (фиг. 5) осущестьлялся при возможно меньшем перепаде напряжения на батарее, материал сердечника трансформатора должен иметь резко выраженное колено перегиба кривой намагничивания (холоднокатаная сталь, пермаллой).

Резкий переход на меньший по величине зарядный ток по достижении точки газообразования осуществляется автоматически бесконтгктным путем и включением параллельно первичной обмотке трансформатора магнитного усилителя Ь1У (фнг. 4) с положительной обратнои связью Wo, работающего в релейном режиме. При малом напряжении на батарее Б по обмотке управления W, присоединенной к батарее, течет малый ток, недостаточный для отпирания магнитного усилителя, и индуктивное сопротивление его рабочих обмоток И велико. Поэтому стабилизированный ток Iz не ответвляется в рабочие обмотки, а целиком поступает в трансформатор, и батарея заряжается пеизменным током. Когда начинается газообразовгние, ток в обмотке управления Ф, достигает критической величины, магнитный усилитель открывается, и почти весь ток I2 поступает в его рабочие обмотки 1Г,, а ток "àðÿäà резко падает.

Предмет изобретения

1. Устройство для зарядки электрических аккумуляторов постоянным током, автоматически поддерживаемым в процессе зарядки .НН неизменной величине, содержащее трансформатор, выпрямитель, дроссель и конденсатор, от 7 ич а ю шее с я тем, что, с целью повышения к. п.д. и коэффициента мошности, обмотки дросселя и конденсатор образуют включенный в первичную обмотку трансформатора индуктивноемкостный резонансный контур, выполненный по Т-образной или мостовой однофазной либо трехфазной схеме с взаимной магнитной связью индуктивностей. № 156С186

2. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматического снижения величины тока в конце заряда до значения, при котором заряжаемый аккумулятор может длительное время оставаться подключенным к зарядной цепи, сердечник трансформатора выполнен из материала с резко выраженным переходом от ненасыщенного к насыщенному участку характеристики намагничивания.

3. Устройство по пп. 1-2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью резкого уменьшения величины тока заряда до необходимой величины прп достижении в аккумуляторе точки газообразования электролита, параллельно первичной оомотке трансформатора включен магнитный усилитель с перекомпенсированной положительной обратной связью, обмотка управления которого присоединена к заряжаемым аккумуляторам.,№ 156986

1 г т

Г фиг 2 фиг./ иг фиг. Е гар

Тнач

0 нач

//бат

Фиг. 5

Составитель В. Сольц

Редактор П. А. Вербова Техред А. А. Камыьвникова Корректор О. Б. Тюрина

Поди. к печ. 13/1Х вЂ” 63 г. ФоРмат б1м, 70Х108 / л

Зак. 2338/8 Тираж 1250 Цена 4 кон.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий ССС1л

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4.

Типография, пр. Сапунова, 2.