Устройство для импульсного заряда и разряда аккумуляторных батарей

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для формовки при производстве и заряде (подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей в процессе их эксплуатации, и может быть исполъзовано в системах электроснабжения стационарных и подвижных автономных .объектов с устройством форсированного заряда батарей импульсным током от источника переменного тока и источника постоянного тока. Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей. Устройство для импульсного заряда и разряда аккумуляторных батарей содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 аккумуляторные батареи и трехфазный источник 3 переменного тока с фазными выводами 10. 11. 12. Положительный и отрицательный выходные выводы 4. 5 соответственно соединены с заряжаемой батареей 1. Разряжаемая батарея 2 соединена с положительной 6 и отрицательной 7 клеммами. Отрицательный вывод 5 батареи 1 и клемма 7 соединены через диод 8. Положительная клемма 6 через диод 9 подключена к фазному выводу 10 источника 3. Положительный вывод 4 подключен к другому фазному выводу 11 источника 3. Третий фазный вывод 12 через токоограничивающий конденсатор 13 подсоединен к катоду диода 8. 1 ил.(Лс

союз советских социдлистических

РЕСПУБЛИК (st)s Н 02 J 7/10

ГОСУДЛРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и (21) 4363975/63 (22) 18.01.88 (46) 15.02.92. Бюл, № 6 (72) А,Г.Николаев и Н.А.Шумаков (53) 621.355.163(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 411552, кл. Н 02 J 7/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N. 475976, кл. С 05 F 1/12, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 537407, кл. Н 02 J 7/12, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО

3АРЯДА И РАЗРЯДА AKKYMYËßTÎPÍÛÕ

БАТАРЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для формовки при производстве и заряде (подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей в процессе,их эксплуатации, и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных и подвижных автономных объектов с устройством форсиИзобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для формовки при производстве и заряде (подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей в процессе их эксплуатации и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных и подвижных автономных объектов с устройствами форсированного заряда батарей импульсным током от источника переменного тока и источника постоянного тока, например типа аккумуляторной батареи.

Известно устройство заряда аккумуляторных батарей от двух источников; от ис. 5U„„1713016 А1 рованного заряда батарей импульсным током от источника переменного тока и источника постоянного тока. Цель изобретения— улучшение удельных. энергетических показателей. Устройство для импульсного заряда и разряда аккумуляторных батарей содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 аккумуляторные батареи и трехфазный источник 3 переменного тока с фазными выводами 10. 11, 12. Положительный и отрицательный выходные выводы 4, 5 соответственно соединены с заряжаемой бэтареей 1. Разряжаемая батарея 2 соединена с положительной 6 и отрицательной 7 клеммами. Отрицательный вывод 5 батареи 1 и клемма 7 соединены через диод 8, Положительная-клемма 6 через диод 9 подключена к фазному выводу 10 источника 3. Положительный вывод 4 подключен к другому фазному выводу 11 источника 3. Третий фазный . вывод 12 через токоограничивающий конденсатор 13 подсоединен к катоду диода 8.

1 ил. точника переменного тока — через выпрямитель, а также от источника переменного тока — через.зарядно-разрядн ый конденсатор. В качестве этих источников используют две фазы трехфазного источника переменного тока, проводящие через заряжаемую батарею постоянную и переменную составляющие импульсного тока.

Однако это устройство характеризуется низким энергетическим показателями и поэтому применяют его крайне редко.

Известно также устройство заряда с двумя аккумуляторными батареями и инвертором напряжения, включенным на выходе

1713016

50 управляемого выпрямителя однофазного источника переменного тока, Недостатком такого устройства является необходимость использования в нем промежуточного автотрансформатора, регулирующего зарядный ток батареи путем изменения напряжения на входе управляемого выпрямителя. Это увеличивает массу устройства. а наличие в нем двух дросселей, включенных в цепи зарядно-разрядного контура, дополнитльно ухудшает удельные энергетические показатели устройства в целом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащее трехфазный источник переменного тока, два диода, реактивное токоограничивэющее сопротивление, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи и положительную и отрицательную к1еммы для соединения с раз ряжаемой .-.ккумуляторной батареей, причем анод одного диода подключен к отрицательному выходному выводу, а его катод — к отрицательной клемме.

Недостатками этОГО устройстВа ЯВлЯют ся относительно большие потери мощности (энергии) при проведении импульсов зарядного тока, обусловленные последовательным включением трех вентилей (двух в управляемом выпрямителе и третьего — диода 8), сравнительно низкой добротностью зарядной цепи с дросселем из-за малого значения добротности дросселя и связанным с этим увеличением габаритов и массы блока заряда, что приводит к ухудшению его удельных энергетических показателей.

Целью изобретения является улучшение удельных энергетических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для импульсного заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащем трехфазный источник переменного тока, первый и второй диоды, реактивное токоограничивающее сопротивление, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой аккумуляторной батареей, причем анод одного диода подключен к выходному выводу, Э его катод — к отрицательной клемме, реактивное токоограничивающее сопротивление выполнено в виде токоогрвничивэющего конденсатора,.обкладки которого подключены к катоду первого диода и фэзному выводу трехфазного источника переменного тока, второй диод анодом под15

45 ключем к положительной клемме, катодом к другому фэзному выводу трехфазного источника переменного тока, третий фазный вывод которого поДключен к положительному выходному выводу, На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 аккумуляторные батареи и трехфазный источник 3 переменного тока, Положительный vi отрицательный выходные выводы 4 и 5 соответственно соединены с заряжаемой батареей 1, а разряжаемая батарея 2 — с положительной 6 и отрицэтельной 7 клеммами, Отрицательный вывод 5 батареи 1 и клемма 7 соединены друг с другом через диод 8, Положительная клемма 6 через диод 9 подключена к одному фазному выводу 10 источника 3, а положительный вывод 4 подключен к другому фазному выводу 11 источника 3. Третий фазный вывод

12 источника 3 через токоограничивающий конденсатор 13 подключен к катоду диода 8.

Фазный вывод 10 источника 3, выводы 11 и

12 подключены к обмоткам трехфазного источника 3 переменного тока, которые могут быть соединены по схеме как треугольника, так и звезды, в том числе и с выводом нейтрали.

Устройство работает следующим образом. Пусть фазмые (линейные} напряжения сдвинуты друг.,относительно друга на 120 эл.град, В устройстве прямой порядок чередования фаз. разные обмотки источника 3 соединены по схеме, например, треугольника. Условимся, что токоогрэничивэющий конденсатор 13 в исходном состоя нии (до подачи напряжения от источника 3) разряжен, линейное напряжение на выводах 11 и

12 равно нулю, а линейные напряжения ма выводах 11, 12 и 10, 11 одинаковые по величине, В источнике можно выделить три группы каналов: каналы непосредственной передачи энергии от разряжаемой батареи 2 и источника 3 в заряжэемую батарею 1; каналы передачи энергии от конденсатора 13 и источника 3 в зэряжаемую батарею ",; каналы передачи энергии разряжэемой батареи

2 и источника 3 в конденсатор 13, Через каналы первой группы по цепям

2-6 — 9 — 10-11 — 4 — 1 — 5-8-7 — 2 и 2-6-9 — 10-12—

4-1-5-8-7-2 осуществляется передача энергии на интервале времени (Up+U„) > U>, где Up — напряжение разряжэемой батареи

2, U - мгновенное значение линейного напряжения источника 3, 0з — напряжение зэряжаемой батареи 1.

Одновременно через канал второй группы по цепям 2-6 — 9 — 10 — 12-13-7-2 и 2-6-91713016 что улучшает его удельные энергетические показатели.

Составитель Н.Дьякова

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Н,Горвэт

Заказ 540 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский. комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гатарина. 101

10-11-12-13 осуществляется заряд конден-, сатора 13 до напряжения (Ор+О »кс) где

U»< — амплитудное значение напряжения источника 3, Этот заряд прекращается в момент времени, когда напряжение источника

3 достигнет амплитудного значения.

Энергия, запасенная в конденсаторе 13, через каналы третьей группы по цепям 13 12-11-4 — 1 — 5-8 — 13 и 13 — 12 — 10 — 11-4-1-58-13 передается в заряжаемую батарею 1 на интервале времени, когда (Ор+ 2U )> Оз,, В процессе заряда конденсатора 13 и передачи в эаряжаемую батарею 1 (при работе всех трех групп каналов) загружены все три фазы источника 3, что практически исключает несимметрию токов его фаз. В связи с тем, что заряд конденсатора 13 осуществляется через один диод 9, а его разряд на заряжаемую батарею 1 осуществляется через один диод 8 и цепь с конденсатором

13 характеризуется высокой добротностью, потери мощности (энергии) характеризуются малым значением.

Так как масса конденсатора 13 примерно на порядок меньше, чем масса дросселя такой же добротности, а надобность в использовании управляемого выпрямителя отпадает, система заряда упрощается, ее масса уменьшается и КПД увеличивается, Формула изобретения

5 устройство для импульсного заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащее трехфазный источник переменного тока, первый и второй диоды, реактивное токоограничивающее сопротивление, поло10 жительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, положительную и отрицательную клеммы для соединения с раэряжаемой аккумуляторной батареей, 15 причем анод одного диода подключен к выходному выводу, а его катод- к отрицательной клемме; о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, реактивное токоограничиваю20 щее сопротивление выполнено в виде токоограничивающего конденсатора, обкладки которого подключены к катоду первого диода и фазному выводу трехфазного источника переменного тока, второй диод анодом под25 ключен к положительной клемме, катодом— к другому фазному выводу трехфазного источника переменного тока, третий фазный вывод которого подключен к положительному выходному выводу.