Устройство для заряда аккумулятора асимметричным током

" :1 теи.ы ол,ф. ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ61) Дополнительное к авт, свид-ву -22) Заявлено 26.05.75 (21) 2137266/07 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(и) 534827 1) М. Кл 7/3 присоединением заяв3) Приоритет осударственный комнтеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытнй иковано 05.11,76 Бюллетень53) УД(45) Дата опубликования описания 31.03,7 2) Авторы изобретени А. Г. Николаев и уха(71) Заявите 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА АККУКУЛЯТОРА АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ25 Изобретение предназначено для питания нагрузки от буферной аккумупяторной батареи. Его основой служит бпок дпя заряда аккумуляторных батарей (или батарей эпемен тов) асимметричным током с широким диапа зоном регупирования тока и напряжения заряда.Известно зарядное устройство для аккумуляторной батареи, в котором батарея заряжается выпрямленным током от двух О фазных обмоток трансформатора, в цепь когорых последовательно включены рабочие ,обмотки магнитного усипителя. фазная обмотка трансформатора с включенной послецоватепьно в ее цепь емкостью имеет об ратную намотку или противоположное включение фазы по отношению к двум другим фазным обмоткам.При прохождении положительной попувопны в цепи с емкостью эта цепь, также как и 20 две другие фазные обмотки, осуществляет заряд аккумуляторной батареи, Во время прохождения отрицательной полуводны напряжения по этой цепи она оказывается вкпюченной последовательно с аккумулятор нои батареей, которая разряжается на источ ник питания, т. е, на верхнюю фазную обмот ку трансформатора, благодаря чему обеспечи вается формирование асимметричного тока заряда батареи 11Величина зарядного тока регулируется резчстором в цепи обмотки подмагничивания магнитного усилителя,а величина разрядного тока - выбором значения емкости конденсатора. Такая схема имеет пониженные к,п,д. и коэффициент мощности,а также низкие удельные энергетические показатепи.Известно также устройство аналогичного назначения, содержащее сопротивление нагрузки, батарею, трехфазный источник токат двухпопупериодный выпрямитель, блок контроля напряжения и управпения и ключевой регулятор на управляемых вентилях 21. В этом зарядном устройстве аккумуляторная батарея заряжается выпрямленным током двухфазных обмоток источника питания переменного тока, При отключенном ключе.- вом регуляторе тока батарея заряжается целиком (ток в ответвлении от средней точки аккумуляторной батареи отсутствует), 534827напряжение, прикдадываемое к зажимам аккумулятора, равно максимальному значению фазчого напряжения при соединении обмоток источника тока треугольником нди линейного - при соединении обмоток звездой. бВ этом случае происходят двухполупериод ные выпрямленич тока; сопротивление нагрузки, которое служит для формирования имйудьсов разрядного тока, может быть отключено при двухподупериодном выпрямлении 10 зарядного тока заряд аккумулятора асимметричным током невозможен).Если включить ключевой регулятор зарядного тока, то вся аккумуляторная батарея разбивается на две равные секции: В течение одного подупериода напряжения заряжается верхняя секция батареи а в течение другого подупериода от другой фазной обмотки производится заряд нижней секции батареи, Зарядный ток каждой секции проходит только в течение одного полупериода, другой полупериод используется ддя формирования разрядного импульса на сопротивление нагрузки, благодаря чему реализуетсяЖ принцип заряда аккуь дяторов асимметричным переменным током.Изменяя время открь:тия и запирания управляемых вентилей, возможно осуществлятьрегулирование зарядного напряжения в диапазоне от 2 О до 2 У 2 Огде О, - действующее значение фазпогснапряжения, В том же диапазоне схема обеспечивает и регулирование зарядного тока.Управление вентилями производится от блокауправления. Заряд аккумуляторной батареипри максимальном фазном напряжении источника, превышающем э.ц.с. аккумуляторов,происходит по двум цепям. Одна цепь образуется секцией батареи и тиристором,в которой каждая секция заряжается поочереднодругая - всей батареей н мостовым вьпрямитедем, Реализация метода заряда аккумулятора асимметричным током возможна еслиГ 20 Ф , илиже,когда тэкзаряца поце -пи: - источник тока, мостовой выпрямитель,вся батарея - меньше разрядного тока аккумулятора на сопротивление нагрузки, Таким образом, ток заряда аккумуляторнойбатареи в известном устоойстве регулируется в диапазоне напряжений от 50% до100%, Однако заряд батарей при напряжениях,близких к предельным характеризуется магдыми значениями тока, поэтому рабочийдиапазон осычно меньше указанного выше, б 5Это ограничивает область применения известчого устройства. Кроме того различныефазы источника в таком устройстве нагружаются неравномерно, в результате чегопоявляется некоторый перекэс фаз, что час- р то бывает недопустимо. особенно при заряде от источника малой мощности.Бель изобретения - расширение дчапазона регулирования зарядного напряжения и тока заряда батареи. Это достигается тем,что устройство снабжено двумя конденсаторами, в качестве ключевого регуляторазарядного тока использованы симисторы, авторичные обмотки трехфазного трансформатора соединены по схеме открытого треугольника и подключены ко входной диагоналимостового выпрямителя, при этом одни обкладки обоих конденсаторов подключены к началу одной вторичной фазной обмотки трансформатора непосредственно, а вторые к концу через симисторы. Кроме того, в предлагаемом устройстве все три фазы источниканагружаются равномерно, что устраняетперекос фазных токов (напряжений) источника,Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже,В устройстве сопротивление нагрузки - резистор 1 постоянно подключено к аккумуляторной батарее 2 и разряжает ее током, величина которого пропорциональна напряжению батареи и обратнопропорциональна величине переменного сопротивления резистора 1. Батарея 2 заряжается от трехфазного источника переменного тока (непосредственно или через трансформатор), заряд осуществляется асимметричным переменным током, что обеспечивает высокие энергетические показатедиустройства в цедом при малой продолжительности зарядного никла, формирование асимметричного переменного тока осуществляется наложением зарядных импульсовна ток разряда этой батареи. Для этого вторичные обмотки трехфазного трансформатора 3 соединены последовательно-согласнопо схеме открытого треугольника, а открытые концы (начало первой и конец третьейфазной обмоток) подсоединены ко входнойдиагонали мостового выпрямителя (диоды 4).Напряжение батареи контролирует блок 5контроля напряжения батареи и фазовогоуправления,Параллельно одной из вторичных фазныхобмоток трехфазного трансформатора включены ключевые регуляторы зарядного токасимисторы 6 и конденсаторы 7. Управлениесимисторами осуществляется ст блока 5,контролирующего напряжение батареи,Устройство работает следующим,образом,Три вторичные обмотки трансформаторасоединены по схеме открытого треугольника и име 1 от в любой момент времени суммуэ,д.сравную нулю. Если симистором 6подключить конденсатор 7, то за время прс5 348 2, хожденця волны напряжения нэ эбмэткетрансформатора конденсатор зарядится до амплитудногэ фазного напряжения обмотки, а затем ток заряда конденсатора уменьши"1 сядо О, и симистор "погаснет", т.е. запретсяестественным путем: Так как сиглистор непропускает ток обратного направления, тозаряд конденсатора не изменяется, Еслиэтэт же сцмцстэр открыть в противоположном направлении, то конденсатор через две 10фазные обмотки импульсом тока разряжается на батарею. Фазную обмотку трансформатора шунтируют две гараллельчых цепочки, состоящие из последовательно соединенных конденсатора 7 и сиглистора 6, Одна цзИцепочек необходима для зарядапоследующего разряда конденсатора нри прохожденииволны напряжения эднэгэ знака, другая -противопогожного, При этом происходит20двухполупериодчое вынрямленце зарядноготока,Регулирование зарядного напряжения, аследовательно зарядного тока связало свременем включенця симистора для разряЮда конденсатора на аккумулятовну.о батарею.Мчнимальное значение зарядного напряжения,равное нулю, можно получить, если открытьсимистор на разряд кэнденсатэра сразу жепосле окончания его заряда, При этом равновесие схемы соединения обмоток трансформатора не изгленится. Максимальное значение зарядного напряжения достигаетсяпри открытии симистора на разряд конденсатора в момент достижения э.д,с. в обмот-ке трансформатора, зашунтированной конденсатором, значения, равного нулю. Притаком заряде аккумуляторной батареи всефазы нагружаются равномерно, и перекосфаз устраняется.Таким образом, зарядное напояжениеможет регулироваться в диапазоне от 0 доамплитудного значения фазного напряжения2 Оф,т,е. от 0 до 100%. При этом такжерасширяется диапазон зарядчого тока и уст раняется неравномерность нагрузки всехфаз источника,Резистор 1 служит нагрузкой аккумуляторной батареи 2 и включается в схему ння нотгчения оа=эчд-ых 1, нь э-;, о;а, лм, трцчнэм сносов: заряда хц:лцческцхисточников электрической энергии,Этим соноотивленцег 1 эгк т бь 1 гь сонротцвленце нэлезпой эгрузкц, к:;к лампы освещения, лечи обогрева и т,н.Предлагаемая схема по сравнению с прототипом зцачцтельно расшц"яет данг он регулированця зарядного напряжения,ак наглимер схема прототипа ггэжет регучнровать напряжение от Ч 2 Оц, до 232 ор, а схема и едлагаемого устройства обеспечивает ре-улпрэванце зарядчого ца рягкепця от О до М 2 ОаФорг;улацзэбро тел лиУстройство для заряда акку:.:улятэра асцмметрцччым тэкэм, содержащее трех.;,азныйтрансформатор, первичные обмотки которогоподкгючены к источнику переменпогс гока,двухполупериодньгй выпрямитель вентиликоторого соединены но схеме однофазиогомоста ц его вь:ходная диагональ подключена к батарее, ключевой регулятор зарядногогока и блок контроля напряжения ц,правления ключевым регулятором, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширениядиапазона регулцрования зарядного напряжения, оно снабжено двугця конденсаторамц, вкачестве ключевого регулятора зарядногоГока цснолъзованьг сцмисторы, .а вторичныеобмсткц тоехфазного трансаорматора соединень 1 по схеме открытого треугэльнцка иподклочены ко входной дц=-:"опали мостовоговыпрямителя, при этом одни оокладки обоихконденсаторов подключены к началу однойвторцчноц фазной обмотки трансформаторанепосредственно, а вторые - к кониу черезсимистэры,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, Авторское свидетельство М. 431593кл.Н 01 пч 45/04., 1974 г,2, Заявка1859310/07 эт 1974 г.,пэ кэтэрэй принятэ решение э выдаче автэрскэгэ свидетельства (нрэтэтцн),.ехред М, 1 еищкая Корректор Н, Ковалева Редакто)е, Фельдман филиал ЯПП "Патент", т, У.щ-.ород, ул. Проектная, 4 Щ ДЗанге 5564.248 Тираж 882 ПодписноеЫЙИРЛЯ Государстаенносо комитета Совета Министров СССРго делам изобретений и открытий1,1 3 ОЗ.:. "оскаа, Ж;-35, Раушская наб., д, 4/5