Система заряда

(11) 591986 Союз Советским Социалистических Республик(21) 281277 1) М. Кл.02 Э 722 явки а Гпстдарстеенный иамитеСапата Министрпе СССРпа делам иэабретенийи атнрытий 3) УДК 62 . )55.63) Заявитель 54) ОИО 1 Г.МА ВАР тО 5 Изобретение относится к электро- химическим источникам тока-аккумуляторным батареям, а именно к устройствам для их заряда ассиметричным током.Формирование ассиметричного тока заряда аккумуляторов, осуществляемое чередованием зарядных импульсов, требудет обязательных пауз между импульсами зарядного тока. Такие импульсы сравнительно легко формируются на частоте источника при заряде батареи аккумуляторов ассиметричным током от однофазного источника переменного тока 11. Ассиметричный ток может быть сравнительно несложно сформирован призаряде от двухфазного источника переменного тока, однако такие устройства не получили применения из-эа практического отсутствия двухфазных источников, вытесненных из применения трехфазными Ю источниками. Формирование ассиметричного тока заряда батареи аккумуляторов с помощью однофазного выпрямителя от многофазного, в том числе трехфазного, источник отличается весьма пло хим использованием мощности источника.Известно устройство для заряда батареи аккумуляторов ассиметричным током от трехфазного источника, обмотки которого соединены в звезду с ну левым выволом 12 1. Формирование ассиметричного тока в этом устройстве производится путем чередования зарядных импульсов тока управляемого тиристорного выпрямителя и импульсов формирователя разрядных импульсов тока, т.е. путем чередования импульсов зарядного и разрядного тока, ограниченного реактивными элементами. преимущественно дросселем. Рассеивание энергии Разрядных импульсов батареи на сопротивлениях устройства уменьшает КПД заряда батареи, Кроме того, энергия источника передается в батарею отдельными импульсами, во время ее разряда источник работает на холостом ходу, что приводит к неиспользованию типовой мощности источника.Известно также зарядное чстоойство, использующее в качестве источника питания трехфазный генератор или трансФорматор, обмотки которых соединены звездой с нетралью 1 31. В нем батарея состоит из двух секций, средняя точка батареи через токоограничивающий дроссель соединена с нулевой точкой источника, а обмотки включены по схеме звезда. Обе секции заряжаются от мостового выпрямителя и обе секции батареи заряжаются непрерывным токомисточника, и при малом сопротивлениидросселя ток заряда одной секции батареи не зависит от тока заряда другой.Эта схема зарядного Устройства можетобеспечить подразряд батареи под на-грузкой, а если в нее ввести прерыватель тока заряда секций, то она можетиспользоваться для формирования асимметричного переменного тока. Регулирование постоянной составляющей асимметричного тока заряда здесь осуществляется лишь в узком диапазоне зарядных нйпряжений, когда фазное напряжение источника обеспечивает заряд секций аккумуляторной батареи отдельнымиимпульсами тока. Таким образом, в известных устройствах для заряда аккумуляторов асимметричным током от много-.фазных источников переменного тока мощность этих источников использует я недостаточно эффективно, в результате че-Юго удельные энергетические показателиустройств имеют низкие значения, Крометого, схемы формирования асимметричного тока заряда аккумуляторов от многофазных источников отличиются сравни- фтельно большой сложностью, что снижает эксплуатационную надежность устройств в целом.Целью изобретения является повышение удельных энергетических показателей при заряде от многофазного источника и значительном упрощении схемы зарядного устройства. Это достигается тем, что в системе. заряда, содержащей аккумуляторную батарею, устройство для ее заряда, трехфазный источник переменного тока с шестью выводами фазных обмоток, двухполупериодный мостовой выпрямитель и токоограни-чивающее сопротивление, выполненное ввиде дросселя, причем аккумуляторная 40батарея снабжена выводом средней точки, шунтирована сопротивлением и подсоединена к выходныи клеммам выпрямителя, входные клеммы которого. соединены с тремя фазными выводами обмоток 48 .источника, а остальные выводы источника через дроссель подключены к выводусредней точки батареи, дроссель соединен с началом одной и соответственнос концами двух других фазных обмоток 50источника переменного тока.Схема системы заряда показана начертеже.Аккумуляторная батарея 1 выполнена. иэ двух соединенных последовательно 55 согласно секций и вывод средней точки батареи через токоограничивающее солро тивление 2, выполненное в виде линейного регулируемого или .нерегулируемого дросселя, подключен к началу однойфазной обмотки 3 и к концам двух других обмоток 4, 5, вторые концы которых соединены с тремя входными клеммами мостового выпрямителя(диоды 6-11). Выходная, диагональ выпрямителя нагру.жена на батарею 1 и сопротивление 12,осуществляющее постоянный подразряд батареи,Сйстема заряда работает следующим образом.В полупериод изменения напряжения источника, когда плюс фазы (4) приложен к аноду диода 10, а ее минус - к дросселю 2, происходит заряд нижней по схеме секции батареи. Этот заряд продолжается до тех пор, пока напря-, жение фазы (3), увеличиваясь, не достигнет величины напряжения фазы (4), после чего открывается диод 9, и секция загружается током фазы (3), а затем (через диод 11) током фазы (5).Как только напряжение фазы (4), изменяясь во времени, станет равным напряжению фазы (5), заряд нижней секциипрекратится, и начнется заряд другой секции, импульс тока заряда которойформируется соответственно фазами(4, 3, 5). Угловая длительность импульсов тока заряда секции от каждой фазы равна б 0 эл.град., что суммарно втрехфазной системе соответствует 180 элграц. В интервалах времени между зарядными импульсами секции батареи подразряжаются на сопротивлениенагрузки 12, Угловая длительность импульсов тока разряда каждой секции батареи также соответствует 180 эл.град. Наложение;импульсов заряда секции(продолжительностью 180 эл.граднаток разряда батареи той же длительности через сопротивление 12 обеспечивает экономичное формирование асимметричного тока с оптимальной скважностью, равной двум. Использованиеэнергии разрядных импульсов батареидля питания нагрузки 12 (в качестве этой нагрузки, например, может бытьиспользовано устройство для рекупераци.энергии подразрядных импульсов) обеспечивает максимальнодостижимое значение КПД заряда асимметричным током от трехфазного источника при использовании неуправляемого выпрямителя; Схема системы заряда представляет собой. источник трехфазного тока, об мотки которого соединены с одной вывернутой обмоткой. Подобная трехфаз"ная схема при двухполупериодном выпрямлении тока является шестифазной схемой с тремя фазными обмотками, позволяющей сформировать выпрямительное устройство для заряда батарем асимметричным током, в котором в течение полупериода ток проходит в одну секциюбатареи, а в течение последующего полупериода - в другую, в паузах секции батареи разряжаются на разрядное сопротивление.Подобные схемы заряда батареи аккумуляторов асимметричным током можно:выполнить для любой многофазной системы. Здесь возможны два типа систем: с нечетным и четным числом фаз59) 986 Формула изобретения Подписное раж )Я,НИИ 11 И, Заказ 60 Филиал ППП Патент город, ул.Проектна источника. В .системах с нечетным числом фаз, равным т (глеб О) имеетсягп + 1 выводов и в них следует поступить следующим образом. Во всех случаях необходимо вывернуть все четные фазы обмоток, а мостовой выпрямитель снабдить 2 и,вентилями,Пятифазная система обмоток, соединенных по предлагаемой схеме с мостовым выпрямителем, образует десятифаз- Оную схему выпрямителя, семифазная система обмоток - четырнадцатифазную схему выпрямления и т.д., а выпрямительсоответственно 10,14 и т.д.,диодов.Соединение обмоток источника пере- )5менного тока по такой схеме образуетсистему выпрямления с числом пульсацииза период, в два раза большим, чемчисло фаз обмоток источника. В системе переменного тока с четным числом 20фаз источника (2, 4, 6, 8 и т.д.) напряжения на соответствующих парах фазных обмоток изменяются в противофазе,т.е. сдвинуты на 180 эл.град. Поэтомуобмотки источника можно объединить 25попарно и свести систему обмоток крассмотренной системе с нечетным числом фаз источника ( шестифазную - ктрехфазной, десятифазную - к пятифазной и т.п.), либо в системе с двумяфазами (восьмифазную - к четырехфазной, а затем к двухфазной), для формирования асимметричного тока в которойрасмотренным способом достаточно четырех вентилей.Использование в качестве вентилей 6-11 рассмотренной системы тиристоров позволяет регулировать среднеезначение тока заряда батареи. Эту же ззадачу выполняет, например, управляемый дроссель.40Заряд батареи асимметричным токомсокращает время зарядного цикла и уменьшает потери энергии на внутреннем сопротивлении, а равномерная нагрузка всехвсех трех фаз источника устраняет асим-.5метрию токов в системе, что улучшает удельные энергетические иок аз а газли ройства.Таким образом, выполненне зарниц. го устройства по предложеинои схем улучшает использование мощности миог - фазного источника, т.е. его улельиы энергетические показатели и показатели устройства в целом, эксплуатируемого как в стационарных условиях, так и на подвижных объектах, а также позволяет упростить схему формирования асиМметфичного тока. Система заряда, содержащая аккумуляторную,батарею, устройство для ее заряда, трехфазный источник переменного тока с шестью выводами фазных обмоток, двухполупериодный мостовой выпрямитель и токоограничивающее сопротивление, выполненное в виде дросселя, причем аккумуляторная батарея снабжена выводом средней точки, шунтирована сопротивлением и подсоединена к выходным клеммем указанного выпрямителя, входные клеммы которого соединены с тремя фазными выводами обмоток источника, а остальные выводы источника через дроссель подключены к выводу средней точки батареи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения удельных энергетических показателей и упрощения устройства, дроссель соединен с началом одной и соответственно с концами двух других фазных обмоток источника переменного тока,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР 436411, кл, Н 02 3 7/02, 1974.2, Авторское свидетельство СССР Р 512535, кл, Н 02 3 7/02, 1975.3. Авторское свидетельство СССР Ф 399944, кл. Н 02 37/28, 1974,