Способ снижения поляризации электродов свинцового аккумулятора при стохастических режимах подзаряда в системе импульсного электропривода с рекуперацией
Владельцы патента RU 2313862:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электротехническим методам воздействия на состояние активной массы электродов свинцового аккумулятора. Техническим результатом является увеличение эффективности преобразования энергии рекуперативного торможения транспортного средства в энергию полезных электрохимических превращений в активной массе электродов аккумулятора. Согласно изобретению способ предусматривает при условии неравенства единице коэффициента заполнения создание импульса обратного тока, длительность которого не зависит от длительности импульса зарядного тока и энергия которого затем возвращается вновь на клеммы аккумулятора в виде дополнительного зарядного импульса в паузах между импульсами зарядного тока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электротехническим методам воздействия на состояние активной массы электродов электрического аккумулятора, и определено для активной массы электродов свинцового аккумулятора.
Известен способ десульфатации пластин свинцового аккумулятора путем их электрохимической поляризации асимметричным током (см. патент SU №372599, кл. Н01М 10/54, Н01М 10/06), предусматривающий соотношение между величинами прямого и обратного токов как 10:1 и соотношение длительностей соответствующих импульсов как 1:2. Время прохождения тока в прямом направлении и его сила равны 150 с и 7,2 А соответственно. Такое методологическое решение можно считать близким к предлагаемому в силу связности между величиной поляризации электродов аккумулятора и состоянием активной массы этих электродов. Описанный способ десульфатации соответствует режиму снижения поляризации электродов путем использования асимметричного зарядного тока, когда слабее выражен процесс электролиза с образованием газообразных водорода и кислорода.
Недостатком указанного способа является ограничение сферы применимости большой длительностью импульсов тока. Период тока, применяемого в импульсных системах электропривода, составляет миллисекунды, в этих условиях рассмотренных способ не может быть использован.
Наиболее близким методологическим решением к предлагаемому является способ заряда свинцового аккумулятора (см. патент RU №2000100072). Согласно изобретению заряд аккумулятора производят через преобразователь от сети переменного тока, по способу, основанному на чередовании импульсов зарядного и разрядного тока, частоту следования импульсов зарядного тока выбирают имеющую одно из значений f/n, где f - частота сети переменного тока, n - коэффициент деления (n=1, 2, 3,...) и длительность этих импульсов меньше или равно четверти периода колебаний в сети переменного тока, при этом величину тока в разрядном импульсе выбирают в пределах Iраз=0,1...0,4 I0, где I0-эффектавный постоянный ток заряда.
Недостатком указанного способа является ограничение длительности зарядного импульса и при указанных частотах, соответственно, низкий коэффициент заполнения импульсной последовательности. В режиме подзаряда на транспортном средстве, оборудованном тяговым электроприводом с рекуперацией энергии, величина зарядного тока является случайной и коэффициент заполнения импульсной последовательности зарядного тока может приближаться к единице, что не соответствует условиям работоспособности рассмотренного выше изобретения.
Цель изобретения - увеличение эффективности преобразования энергии рекуперативного торможения на транспортном средстве в энергию полезных электрохимических превращений в активной массе электродов аккумулятора.
Указанная цель достигается тем, что в паузах между импульсами зарядного тока рекуперации независимо от величины тока и длительности импульсов создается импульс обратного тока, энергия которого в этом же промежутке времени возвращается обратно на клеммы аккумулятора в дополнительном импульсе зарядного тока. Суммарная длительность обратного и дополнительного зарядного импульсов тока не превышает минимальной длительности паузы между импульсами зарядного тока и остается постоянной.
Создание импульса обратного тока 1 происходит в паузах между импульсами зарядного тока 2. Энергия, снимаемая в импульсе обратного тока 1, в паузах между импульсами зарядного тока 2 возвращается на аккумулятор в виде дополнительного импульса зарядного тока 3.
Такое построение импульсной последовательности позволяет более эффективно преобразовывать энергию рекуперативного торможения в химическую энергию вещества активной массы электродов.
Построение импульсной последовательности поясняется чертежом.
В зависимости от величины механической мощности торможения транспортного средства, при широтно-импульсном методе регулирования тока электропривода, изменяется ширина импульса зарядного тока. При условии, что коэффициент заполнения для импульса зарядного тока никогда не равен единице, существует пауза между импульсами зарядного тока, в течение которой создается импульс обратного тока. Энергия этого импульса задерживается в накопителе энергии небольшой мощности и затем возвращается на клеммы аккумулятора в виде дополнительного по отношению к основному импульса зарядного тока.
Использование предлагаемого способа дает возможность более эффективно использовать энергию рекуперативного торможения транспортного средства, когда значение зарядного тока является случайной величиной.
1. Способ снижения поляризации электродов свинцового аккумулятора при стохастических режимах подзаряда в системе тягового электропривода с рекуперацией энергии, предусматривающий создание импульса обратного тока изменяющейся ширины в паузах между импульсами зарядного тока, отличающийся тем, что длительность импульса обратного тока не зависит от длительности импульса зарядного тока, импульс обратного тока размещается между импульсами зарядного тока, а энергия, снятая в импульсе обратного тока, возвращается на клеммы аккумулятора в виде дополнительного зарядного импульса в паузах между импульсами зарядного тока.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что суммарная длительность импульса обратного тока и дополнительного зарядного импульса не превышает минимальной длительности паузы между импульсами зарядного тока и остается постоянной.
