Устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ( 1 735967 А 5)5 Н 02 ) 7/1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРС У СВИДЕТЕЛЬСТ 1 юаай Сд (Л 0 0 с,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРЛЬ 411552, кл. Н 02 .3 7/02, 1974.Авторское свидетельство СССРЛЬ 387482, кл. Н 02 Л 7/02, 1973.Авторское свидетельство СССРМ 475976, кл. 6 05 Г 1/12, 1975,Авторское свидетельство СССРМ 537407, кл, Н 02 ) 7/12, 1976.Авторское свидетельство СССРч. 982148, кл, Н 02,3 7/12, 1981,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ(57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам формовки при производстве и заряде(подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ), в процессе их эксплуатации и может быть использовано в системахэлектроснабжения стационарных и подвижных автономных объектов со средствамифорсированного заряда АБ асимметричнымтоком от источника переменного тока (ИПТ) и источника постоянного тока, например, типа АБ. Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей при заряде от трехфазного источника переменного тока путем уменьшения мощностей искажений и несимметрии его фазных токов, Устройство содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 аккумуляторные батареи и источник 3 переменного тока с тремя фазными выводами 11, 12, 13. Положительный 4 и отрицательный 5 выходные выводы устройства соединены с заряжаемой батареей 1. Разряжаемая 2 АБ связана с положительной 6 и отрицательной 7 клеммами. Диод 8 подключен к клемме 7 и выводу 5. Диод 9 соединяет положительный выходной вывод 4 с положительной клеммой 6, Зарядно-разрядный конденсатор 10 подключен к положительному выходному выводу 4 и фазному (линейному) выводу 11 источника 3, Второй фазный вывод 12 источника 3 соединен через токоограничивающий конденсатор 14 с клеммой 6. Фазный вывод 13, вывод 11 и вывод 12 подсоединены к обмоткам источника 3, которые могут быть соединены по схеме как треугольника, так и звезды, в том числе и с выводом нейтрали. 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 ао 50 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для формовки при производстве и заряде (подзаряде) аккумуляторов и аккумуляторных батарей (АБ) в процессе их эксплуатации, и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных и подвижных автономных объектов по средствами форсированного заряда АБ асимметричным током (АТ) от источника переменного тока (ИПТ) и источника постоянного тока, например, типа АБ.Известно устройство заряда (УЗ) АБ АТ от двух источников: от одного ИПТ - через выпрямитель, а от другого ИПТ - через зарядно-разрядный конденсатор (3 Р К),В качестве этих источников используют, например, две фазы трехфазного ИПТ (ТИТП), проводящие через заряжаемую АБ постоянную и переменную составляющие АТ.Эти УЗ характеризуются низкими энергетическими показателями, поэтому их применяют крайне редко,Известно также УЗ с двумя АБ и инвертором напряжения, включенным на выходе управляемого выпрямителя однофазного ИПТ.Недостатком этого УЗ является необходимость использования в нем промежуточного автотрансформатора, регулирующего зарядный ток АБ путем изменения напряжения на входе управляемого выпрямителя, Это увеличивает массу УЗ, а наличие в нем двух дросселей, включенных в цепи ЗРК, дополнительно ухудшает удельные энергетические показатели устройства в целом.Известно также устройство для заряда и разряда АБ.содержащее ИПТ, выпрямитель, два диода, рактивное токоограничивающее сопротивление, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой АБ и положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой АБ.Недостатками такого устройства являются относительно большие потери энергии при проведении импульсов зарядного тока АБ, обусловленные последовательным включением трех вентилей (двух в управляемом выпрямителе и третьего - диода), а также сравнительно низкой добротностью зарядной цепи с дросселем и, связанным с этим увеличением габаритов и массы УЗ, что приводит к ухудшению его удельных энергетических показателей,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащее источник переменного тока, два диода, зарядно-разрядный конденсатор, токоограничивающий конденсатор, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой аккумуляторной батареей, причем анод первого диода подключен к положительной клемме и через токоограничивающий конденсатор - к второму фазному выводу источника переменного тока, а его катод - к положительному выходному выводу и одной обкладке зарядно-разрядного конденсатора, второй диод катодом подключен к отрицательной клемме, анодом - к первому фазному выводу источника и отрицательному выходному выводу.Источниками энергии при заряде АБ служат трехфазные источники переменного тока, использование которых в однофазном режиме вносит несимметрию в работу фаз источника и тем самым ухудшает его удельно-энергетические показатели. Это является основным его недостатком,Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей при заряде от трехфазного источника переменного тока путем уменьшения мощностей искажений и несимметрии его фазных токов,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащем источник переменного тока, два диода, зарядно-разрядный конденсатор, токоограничивающий конденсатор, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заря жаемой аккумуляторной батареи, положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой аккумуляторной батарей, причем анод первого диода подключен к положительной клемме и через токоограничивающий конденсатор - к второму фазному выводу источника переменного тока, а его катод к положительному выходному выводу и одной обкладке зарядно-разрядного конденсатора, второй диод катодом подключен к отрицательной клемме, анодом - к первому фазному выводу источника и отрицательному выходному выводу, источник переменного тока снабжен третьим фазным выводом, который подключен к второй обкладке зарядно-разрядного конденсатора,Такое соединение выводов трехфазного источника переменного тока и второй обкладки ЗРК практически устраняет несимметрию фазных (линейных) токов ТИПТ, симметрируя значения токов заряда-разряда АБ и конденсаторов, уменьшает мощность искажений и несимметрии ТИПТ, в10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 треугольником результате чего энергетические показатели устройства улучшаются удельно.На чертеже приведена электрическая схема устройства джля заряда и разряда АБ.Устройство содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 АБ и источник 3 переменного тока. Положительный 4 и отрицательный 5 выходные выводы устройства соединены с заряжаемой АБ 1, а разряжаемая АБ 2 - с положительной 6 и отрицательной 7 клеммами. Диод 8 подключен к отрицательной клемме 7 и к отрицательному выходному выводу 5. Диод 9 соединяет положительйый выходной вывод 4 с положительной клеммой 6, Зарядно-разрядный конденсатор 10 (ЗРК 10) подключен к положительному выходному выводу 4 и к фазному (линейному) выводу 11 источника 3, имеющего еще два фазных вывода 12 и 13, Второй фазный (линейный) вывод 12 источника 3 соединен через токоограничивающий конденсатор 14 с положительной клеммой 6. Первый фазный вывод источника 3 подключен к отрицательному выходному выводу 5. Первый фазный (линейный) вывод 13 источника 3, его второй вывод 12 и третий 11 подключен к обмоткам ТИПТ, которые могут быть соединены по схеме как треугольника, так и звезды, в том числе и с выводом нейтрали,В связи с тем, что напряжение АБ 2 меньше ее ЭДС на величину падения напряжения на ее внутреннем сопротивлении, а напряжение заряжаемой АБ 1 превышает ЭДС на ту же величину, для полного использования энергии разряжаемой АБ 2 (например, при формовке батарей на заводе-изготовителе во время их циклических зарядов и разрядов) при канализации этой энергии в заряжаемую АБ 1 асимметричным током необходимо наличие дополнительного источника электрической энергии, напряжение которого не менее чем в два раза превышает падение напряжения на внутреннем сопротивлении батарей. В случае импульсного отбора энергии из разряжаемой АБ 2 потери на ее внутреннем сопротивлении имеют минимальное значение. Поэтому асимметричный ток, необходимый для эффективного заряда АБ 1, АБ 2, целесообразно формировать путем наложения униполярных импульсов разряда разряжаемой АБ 2 на переменный ток, Этот режим характеризуется наименьшими потерями при подключении заряжаемой АБ 1 к источнику 3 переменного тока через зарядно-разрядный конденсатор 10, который, запасая энергию разрядных импульсов. батареи, возвращает еезатем в эту же батарею.При рассмотрении работы устройства считаем, что фазные (линейные) напряжения ГИПТ сдвинуты друг относительно друга на 120 эл. град. Считаем также, что в системе прямой порядок чередования фаз, а фазные обмотки ТИПТ соединены.,по схеме треугольника, хотя. устройство. работоспособно и при соединении .их звездой, Условимся считать, что ТК и ЗРК, в исходном состоянии (до подачи напряжения,ТИПТ) разряжены.В устройстве можнр выделить 4 группы а, б, в, г каналов: а) каналы передачи энергии разряжаемой Аб 2 и ТИПТ и ИК, б) каналы передачи энергии от заряжаемой Аб 1 и ТИПТ и ЗРК, в) каналы передачи энергии от ЗРК и ТИПТ в заряжаемую АБ 1, г) каналы передачи энергии от ТК и ТИПТ в заряжаемую АБ 1.Через каналы группы а по цепям: 2 - 6 - 14-12-13-8-7-2 и 2-6-14-12-11-13-8-7-2 осуществляется заряд ТК 11 от разряжаемой АБ 2 и ТИПТ до напряжения (Ч+ Ч. щах), где Чг, - напряжение разряжаемой АБ 2, Ч х - амплитудное значение наряжения источника, Этот заряд прекращается в момент времени, когда напряжение ТИПТ достигнет амплитудного значения,Одновременно через каналы группы б по цепям: 1-4-10-11-13-5-1 и 1-4-10-11- 12 - 13 - 5 - 1 осуществляется подразряд (импульсный) заряжаемой АБ 1 на ЗРК 10, ЗРК 10 импульсно зарядится до напряжения (Чз + Ч вах) Где Чъ напряжение здряжаемой АБ 1. Этот зарядный импульс ЗРК 10 завершится в момент достижения напряжением источника 3 своего амплитудного значения,При уменьшении мгновенного значения напряжения источника 3 энергия, запасенная в ЗРК 10, возвращается в АБ 1 через каналы группы В по цепям; 10 - 4 - 1 - 5 - 13 -11 - 10 и 10-4 - .1 - 5 - 13 - 12 - 11 - 10.Энергия, запасенная в. ТК 11, катализируется через каналы группы г по цепям: 14-9-4-1-5-13-12-14 и 14-9-4-1-5-13- 11 - 12-14, АБ 1 по этим цепям заряжается до напряжения (Ор+ 20 глав)В процессе заряда ТК, ЗРК и передачи энергии в заряжаемую АБ 1 при работе всех групп каналов загружены все три фазы ТИПТ, что практически исключает несимметрию токов фаз источника, все три линии нагружаются одинаково, поэтому мощность несимметрии фазовых токов ТИПТ и мощность искажений ТИПТ близки к нулевому значению, если обмотки ТИПТ соединены Формула изобретения Устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащее источник переменного тока, два диода, зарядно-разрядный конденсатор, токоограничивающийЗаказ 1822 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 конденсатор, положительный и отрицательный выходные выводы для подключения заряжаемой аккумуляторной батареи, положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой аккумуляторной батареей, причем анод первого диода подключен к положительной клемме и через токоограничивающий конденсатор - к второму фазному выводу источника переменного тока, а его катод - к положительному выходному выводу и одной обкладке зарядно-разрядного конденсатора, второй диод катодом подключен к отрицательной клемме, анодом - к первому фазному выводу источника и отрицательному выходному выводу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 5 целью улучшения удельных энергетическихпоказателей при заряде от трехфазного источника переменного тока путем уменьшения мощностей искажений и несимметрии его фазных токов, источник переменного то ка снабжен третьим фазным выводом, который подключен к второй обкладке зарядно-разрядного конденсатора,