Устройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей

Эфес т о и и с 1 и"и"е ИЗОбРЕТЕН И Я р 11655026 Союз Советских Социалистицеских Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву 372601 1) М. Кл,оН 021 7 910 2422) Заявлено 10,09.76 (21 исоединением заявкиГосударствеииый комите СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА И РАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕИ П 2 С этой целью устройство для заряда иразряда групп аккумуляторных батарей снабжено двумя дополнительными группами аккумуляторов и двумя реле, одно из О которых включено на напряжение всехгрупп аккумуляторов, а другое - на напряжение источника зарядного тока, причем дополнительныс группы аккумуляторов соединены последовательно через размьпса ющие контакты первого реле и подключеныпараллельно коммутирующему полупроводниковому элементу, включенному последовательно с основными группами аккумуляторных батарей чср.з размыкающий кон- О такт второго реле. 2 Изобретение относится к области эксплуатации аккумуляторных батарей.Известно устройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей по основному авт. св.372601, содержащее источник зарядного тока, нагрузку, выключатель с контактными группами, резисторы и коммутирующие полупроводниковые элементы. В качестве полупроводниковых элементов, соединяющих в последовательную цепь группы аккумуляторных батарей, использованы стабилитроны (или вентили и противоэлементы). Кроме цепей нагрузки и последовательно соединенных аккумуляторов имеются параллельные цепи, состоящие из последовательно соединенных батарей и соответственно резисторов, вентилей, контакта выключателя, и балластная цепь, состоящая из двух резисторов, вентиля и контакта выключателя.Известное устройство не позволяет полностью использовать энергию аккумуляторных батарей при их работе в качестве резервного источника питания в случае аварии генератора. Время резервного питания от аккумуляторов значительно сокращается за счет потери напряжения на полупроводниковых элементах, соединяющих группы аккумуляторных батарей в последовательную цепь. Наличие балластной цепи, образуемой резисторами и вентилями, снижает КПД устройства, так как протекающий по этой цепи ток затрачивается на нагрев резисторов. Кроме того, в известной схеме используются в качестве полупроводниковых элементов стабилитроны или вентили и противоэлементы, что усложняет изготовление устройства и его конструкцию.Целью изобретения язляется повышение эффективности использования аккумуляторов, увеличение времени резервирования питания нагрузки, повышение надежности работы и снижение потерь мощности источника зарядного тока.3На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит нагрузку 1, источник зарядного тока 2, коммутирующий полупроводниковыи элемент вентиль 3), спаренный выключатель с контактными группами 4, 5, коммутирующий полупроводниковый элемент вентиль О), основныс группы аккумуляторных оатарсй 7, Ь, коммутирующии элемент вентиль 9), резисторы 10,1, дополнительные группы аккумуляторов12, 13, реле 14 с размыкающим и замыкающим контактами о и О и реле 17 с замыкающим и размыкающим контактами18, 19,1 ри одновременном подключении нагрузкии источника зарядного тока 2 образуется шесть параллельных цепей. 11 ериаяцепь - питание нагрузки 1 от источника 2:+ источника зарядного тока 2, вентиль 3,нагрузка 1, контакты 4 спаренного выключателя, вентиль 6, контакты о выключателя и минус источника зарядного тока 2.Вторая цепь - питание нагрузки 1 отосновных аккумуляторных групп 7 и 8: аккумуляторнои группы 7, нагрузка 1, контакт 4 выключателя, аккумуляторная группа 8, вентиль 9, нормально замкнутые контакты 19 (реле 17), минус аккумуляторной группы 7, 11 о этой цепи питается нагрузка в случае аварии источника зарядного тока или снижения его напряженияниже критического, В этом случае реле 17отпускает якорь и контакты 9 размыкаются.Третья цепь - питание нагрузки 1 отвсех аккумуляторов основных 7, Ь и дополнительных 12, 13, Плюс аккумуляторноибатареи 7, нагрузка 1, контакт 4 выключателя, аккумуляторы 8 и 13, нормально замкнутые контакты 15 (реле 14), аккумуляторы 12 и минус аккумуляторной батареи 7.Четвертая цепь - заряд основных 7 и дополнительных 12 групп аккумуляторных батарей; плюс источника 2, вентиль 3, аккумуляторные батареи 7 и 12, резистор 10,контактная группа 5 выключателя, минусисточника 2.Пятая цепь - заряд основных 8 и дополнительных 13 аккумуляторных батарей:плюс источника 2, резистор 11, аккумуляторные батареи 13 и Ь, вентиль б, контактная группа 5, минус источника 2. Цепичетвертая и пятая включены параллельнои служат для заряда всех аккумуляторныхгрупп от источника зарядного тока 2.Шестая цепь - балластная; плюс источника 2, резистор 11, дополнительные аккумуляторы 13, вентиль 9, нормально замкнутые контакты 19 (реле 17), дополнительные аккумуляторы 2, резистор 10, контакт 5 выключателя, минус источника 2.Элементы балластной цепи: вентиль 9 инормально замкнутые контакты 19 исноль 5 О 5 20 ЗЭ Зб 40 45 50 ,"Д 60 65 4зуются при работе устройства только в ре.жиме при питании нагрузки от основных аккумуляторов, в других режимах работы балластная цепь контактами 19 разомкнута. Реле 14 включено на напряжение аккумуляторов, а реле 17 на напряжение источника зарядного тока. Реле отрегулированы так, что напряжение выключения реле 14 ниже, чем у реле 17, Контакты 15 (релс 14) и 19 (реле 17) обеспечивают последовательное соединение соответственно обеих групп и только основных аккумуляторных батарей. Кроме того, контакты 19 выключают балластную цепь. Контакты 16 (реле 14) и 18 (реле 17) обеспечивают селективность переключения цепей аккумуляторов,При испюользовании устройства возможны три режима работы.Первый режим. Включен и работает источник зарядного тока. В этом случае реле 17 срабатывает, замыкает контакты 8 в цепи питания реле 14 и размыкает контакты 19 в балластной цепи. Реле 14 включается, блокируется своим контактом 16 и размыкает нормально замкнутые контакты 15, обеспечивая тем самым включение обеих групп аккумуляторных батарей на зарядку (четвертая и пятая цепи). В этом режиме от источника зарядного тока при нормальной его работе одновременно питается нагрузка и заряжаются все аккумуляторы,Второй режим. Напряжение источника зарядного тока упало ниже критического и не обеспечивает нормального питания нагрузки, В этом случае сила тока в цепи реле 17 упадет ниже порогового уровня и отпустит якорь, контакты 18 разомкнутся, а контакты 19 замкнутся и образуют цепь из последовательно включенных основных аккумуляторных групп 7 и 8, от которых в этом режиме получит питание нагрузка 1, Реле 14 будет удерживать свой якорь в притянутом положении, так как контакты 16 остаются замкнутыми, а контакты 15 разомкнутыми. При снижении напряжения на основных аккумуляторных группах 7, 8 ниже допустимого предела реле 14 отпустит якорь, контакты 16 разомкнутся, а контакты 5 замкнутся, в результате чего к основным аккумуляторам будут подключены дополнительныс 12, 13. аким образом питание нагрузки не будет нарушено. Подключение последовательно к основным дополнительных аккумуляторов позволяет снять с основных практически полную емкость, допустимую для определенного режима разряда. Это позволяет повысить степень использования емкости аккумуляторов, а следовательно, и увеличить продолжительность питания нагрузки в аварийном режиме. Хотя при подключении дополнительных аккумуляторов к основным напряжение в цепи нагрузки поднимется, реле 4 нс сработает, так как контакты 16 блокировочныс и 18 (реле 17) рабочие будут разомкнуты, 655026Р Уа+ в э)и.=Уа Третий режим. Отключен или не работает источник зарядного тока. Питание нагрузки будет осуществляться от основных и дополнительных аккумуляторов через нормально замкнутый контакт 15 (реле 14), потому что в этом режиме оба реле не работают, Количество дополнительных аккумуляторов определяется из условий обеспечения времени резервирования питания и режима разряда аккумуляторов, обеспечивающих максимальное использование их емкости,Таким образом, экономический эффект, получаемый от применения предлагаемого устройства, состоит в том, что повышается степень использования аккумуляторов, повышается коэффициент полезного действия их, а следовательно, и увеличивается время резервирования питания нагрузки, Кроме того, в предлагаемом устройстве не расходуется энергия на нагрев элементов балластной цепи (резисторов),Как следует из описания, автоматическое переключение групп аккумуляторных батарей с параллельного соединения при заряде в последовательное при разряде происходит в случае уменьшения напряжения зарядного источника ниже определенной величины или полного его исчезновения. При этом сначала переключаются в последовательную цепь основные аккумуляторы групп аккумуляторных батарей, затем по достижении напряжения на нагрузке заданной величины на разряд последовательно к основным аккумуляторам подключаются дополнительные.Количество дополнительных аккумуляторов определяется из условия предотвращс 5 10 15 20 25 30 35 ния возникновения перенапряжения на нагрузке при аварийном разряде групп аккумуляторных батарей и рассчитывается по формуле где Ж - общее количество аккумуляторов в группах батарей; Са - напряжение на аккумуляторе в конце заряда; У, - напряжение на вентиле в прямом направлении; У, - максимально возможное напряжение источника зарядного тока.Формула изобретенияУстройство для заряда и разряда групп аккумуляторных батарей по авт, св. Мо 372601, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности использования аккумуляторов, увеличения времени резервирования питания нагрузки, повышения надежности работы и снижения потерь мощности источника зарядного тока, оно снабжено двумя дополнительными группами аккумуляторов и двумя реле, одно из которых включено на напряжение всех групп аккумуляторов, а другое на напряжение источника зарядного тока, причем дополнительные группы аккумуляторов соединены последовательно через размыкающие контакты первого реле и подключены параллельно коммутирующему полупроводниковому элементу, включенному последовательно с основными группами аккумуляторных батарей через размыкающий контакт второго реле.бооО 26 евят едакто орректор озняковск, Сапунова, 2 ипографн Т 73 Составитель И. НайдиТехред Н. Строганова аказ 189/10 Изд.217 Тираж 865 НПО Государственного комитета СССР по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписнооткрытий