Система заряда

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 230680 (21) 2944683/24-07 1511 М. Кп.з с присоединением заявки Мо Н 02 У 7/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 230232, Бюллетень Мо 7 53) УДК 621. 355. . 163 (088. 8) Дата опубликования описания 2302.82(72) Авторизобретения В Н Филатов аучно-исследовательский, проектно-, конструкто технологический институт силовой полупроводнтехники Завода нЭлектровыпрямите ийвсей:., .;(54). СИСТЕМА ЗАРЯ Изобретение относится к электротехнике, связанной с эксплуатацией аккумуляторных батарей, и может найти применение в качестве двухканальных систем независимого заряда двух групп аккумуляторных батарей.1 эвестны системы заряда для двух аккумуляторных батарей с независимой во времени работой обоих выходных каналов. В этих системах заряда, по суцеству, объединены вместе два независимых зарядных выпрямителя, общими у которых является тольно трансформатор и корпус агрегата. Даже системы автоматического управления у них две для обеспечения независимой регулировки зарядных токов(11 и (2 ).Известна система заряда для двухаккумуляторных батарей выполненная на основе двух трехфаэных несимметрич ных вентильных мостов со сглаживающими дросселями, подключенных входами к двум вторичным обмоткам общего трансформатора.В этих системах заряда обеспечивается независимое трехступенчатое регулирование зарядного тока с галь" ванической развязкой Обоих зарядных выпрямителей с целью обеспечения их раздельной или совместнбй работы(с независимым, последовательным или1 параллельным соединением двух парвыходных зажимов в последнем случае)з,едостатком таких систем зарядаявляется повышенная установленнаямощность оборудования и пониженныйКПД, обусловленные наличием двух отдельных сглаживаюцих дросселей иудвоенного комплекта вентилей влоськовых выпрямителях.Наиболее близкой к изобретениюявляется система заряда двух группаккумуляторных батарей, выполненнаяпо схеме трехфазного нулевого выпрямителя с обцим трехобмоточным трансформатором и двумя выпрямителями исглаживающими дросселями, подключенными соответственно к двум парам выходных зажимов. Такая система заряда обеспечивает некоторое снижениеустановленной мощности вентилей иповышение КПД за счет сокращения в 25 два раза количества вентилей 4.Недостатками предлагаемой системы заряда являются повышенный уровень пульсации зарядного тока притрехпульсном режиме работы каждого ЗО иэ его зарядных выпрямителей, атакже относительно большая установленная мощность трансформаторно-дроссельного оборудования за счет наличия двух сглаживающих дросселей ипостоянного подмагничивания трансформатора. Цель изобретения - снижение установленной мощности оборудования иуровня пульсации зарядных токовсистемы заряда. 10Указанная цель достигается соединением вторичных обмоток траисфорьщтора в прямую и обратную звезды иразмещением обмоток сглаживающихдросселей на разных стержнях общегомагнитопровода, выполненного трехстержневым, с магнитным зазором убезобмоточного стержня, с установкой на выходах со стороны обмотоксглаживающего дросселя двухполюсно-.го трехпозиционного переключателя,одна пара контактов которого подключена между концами дроссельных обмо"ток и соответствующими им вИходнымизажимами системы заряда, другая пара контактов покдлючена между концами дроссельных обмоток, а третья- между началами одной из обмотоки противоположным ей выходом системы заряда,На чертеже приведены принципиальные схемы (а,б,в) системы заряда.устройство содержит трансформатор1 с обмотками 2-4; вентили 5-10,сглаживающий дроссель 11 с обмотками 12 и 13 и магнитопроводом 14, 35переключатель 15 и работает на аккумуляторные батареи 16 и 17. Переключатель 15 выполнен двухполюсным,трехпозиционным, одна позиционнаяпара контактов подключена между кон Оцами дроссельных обмоток и соответствующими им выходными зажимамисистемы заряда, а другие две позиционные пары каждого иэ полюсов переключателя подключены между концамидроссельных обмоток и между началами одной иэ обмоток и выходом противоположного зарядного выпрямителя.Рассмотрим работу системы зарядапри подключении двух аккумуляторныхбатарей и положении а переключате Оля 15 в первой позиции, обеспечивающего соединение концов дроссельныхобмоток 12 и 13 с вйходами их собственных зарядных выпрямителей,При подаче на вход системы заря-. 55да питающего напряжения, на вторичных обмотках 3 и 4 трансформатора 1формируются две идентичные трехфазные системы напряжений, сдвинутыемежду собой по Фазе на 180 зл.град. 6 ОДве группы вентилей-тиристоров 5-7и 8-10 обеспечивают независимоевыпрямление в трехпульсных режимахна противо ЭДС аккумуляторных батарей 16 и 17. , 65 За счет трехпульсных режимов выпрямления в цепях аккумуляторных батарей 16 и 17 протекают пульсирующие токи, сглаживаемые до требуемого уровня обмотками 12 и 13 сглаживающего дросселя 11.Эти токи содержат постоянную-зарядную составляющую и переменную составляющую, состоящую иэ нечетных гармоник, начиная с третьей.При протекании зарядных токов через обмотки 12 и 13 сглаживающего дросселя 11, на крайних. стержнях его магнитопровода 14 .создаются соответствующие магнитные потоки. Посколь. ку постоянные составляющие магнитных потоков, а также гермаонические составляющие, некратные трем, переменной составляющей магнитного потока направлены друг другу навстречу, они замыкаются через средний - беэобмоточный стержень магнитопровода 14 сглаживающего дросселя 11, создавая потокоецепление только с собственными обмотками 12 и 13, токами которых они и создаются.За счет наличия между двумя системами вторичных напряжений фазового сдвига в 180 зл,град, составляющие переменных магнитных потоков с .частотой, кратной трем, направлены согласно-последовательно и замыкаются через крайние стержни магиитопровода 14, созДавая потокосцепле" ния как с собственной обмоткой, например 12, так н другой обмоткой (соответственно 13) сглаживающего дросселя 11.Следовательно высшие гармоники в зарядном токе, не кратные трем, будут сглаживатся только собсвтеииыми индуктивностяии обмоток 12 и 13 сглаживающего дросселя 11, а высшие гармоники, кратные трем, будут сглаживаться индуктивностью обоих обмо- . ток, с учетом их вэаимоиндуктивности.Поскольку в трехфаэных нулевых выпрямителях определяющей является наибольшая по амплидуте и труднее сглаживаемая самая низшая третья гармоника, выполнение сглаживающего дросселя приведет к существенному снижению индуктивностей обмоток, а соответственно, и установленной мощности и габаритов сглаживающего дросселя.Для устранения возможности насыщения магнитопровода от постоянной составляющей, магнитных потоков с сохранением высокого коэФфициента магнитной связи между обмотками по переменной составляющеймагнитных потоков с частотой кратной трем, немагнитный зазор вводится у среднего стержня магнитопровода.За счет того, что переменные составляющие магнитных потоков счастотой, кратной трем, сдвинуты между собой по фазе на 60 эл.град (относительно частоты 50 Гц) и сцеплены с противоположными обмотками сглаживающего дросселя 11, в последних наводится соответствующая ЭДС самоиндукции такого же гармонического состава, складывающаяся с выпрямленным трехпульсным напряжением противоположного выпрямителя. Происходит как бы выравнивание мгновенных значений переменных составляющих с частотой кратной трем потокам (токам, напряжениям) при сохранении независимого регулирования постоянных составляющих зарядных токов.Следовательно, при загрузке обоих выходных каналов системы заряда формируются шестипульсяые регулируемые зарядные токи с пониженным уровнем ульеацнй при пониженной установленной мощности трансформа торного и дроссельного оборудования. При этом в трансформаторе будет отсутствовать постоянный подмагничивающий поток эа счет соединения его вторичных обмоток в прямую и обрат ную звезды.Дав усиления коэффициента магнитной связи между обмотками 12 и 13 по третьей гармонике, их можно размещать на близлежащих стержнях магнитопровода 14, а беэобмоточным с немагннтным зазором выполнять один из его крайних стержней.Поскольку в предлагаемой системе заряда пРелусмотрена воэмОЖНОсть работы каждого иэ соответствующих зарядных выпрямителей раздельно на аккумуляторную батарею либо .16, либо 17 возникает задача обеспечения требуемого снижения уровня пульсации зарядного тока при заряде толь ко одной аккумуляторной батареи. В этом случае зарядный ток нротекает только по одной обмотке сглаживающего дросселя, поетому отсутствует потокосцепление по третьей и край ней ей гармонике с соответствующим увеличением эквивалентной сглаживающей индуктивности.Для этих случаев и предусмотрены два других позиционных положения б 5 р и в переключателя 15При заряде только аккумуляторной батареи 16 позиции переключателя устанавливаются согласно положения б с соединением одной нарой контактов концов обмоток 12 и 13 сглаживающего дросселя 11, а другой парой контактов - начала дроссельной обмотки 13 с выходным зажимом и аккумуляторной батареей 16, Тем самым обеспечивается согласно-последовательное 60 (по магнитному потоку) соединение дроссельных обмоток 12 и 13 с увеличением эквивалентной сглаживающей индуктивности в цепи заряда аккумуляторной батареи 16 в 3-4 раза (допол нительно. еще за счет взаимоиндукции, как при одновременном заряде обеих аккумуляторных батарей). Это обеспечивает снижение уровня пульсаций зарядного тока без дополнительного- увеличения индуктивности дроссельиых обмоток.Аналогично при заряде только аккумуляторной батареи 17 переключатель 15 устанавливается в.позиционное положение в с соединением одной парой контактов концов дроссельнкх обмоток, а другой парой - начала дроссельной обмотки 12 с выходным зажимом н аккумуляторной батареей 17. йрн этом в цепи аккумуляторной батареи 17 оказываются включенными также обе обмотки 12 и 13 сглаживающего дросселя 11.При необходимости система заряда допускает как параллельное, так и последовательное соединение ее двух пар выходных зажимов.Формула изобретения 1. Система заряда двух групп аккумуляторных батарей от двух зарядных нулевых выпрямителей, выполненных на основе общего трехфазноготрансформатора с двумя вторичными обмотками, подключенными через вентиливыпрямителей и обмотки сглаживающихдросселей к двум парам выходных зажимов, о т л н ч а ю щ а я с я тем,что, с целью снижения установленноймощности оборудования и уровня пульсации зарядных токов, вторичные Обмотки трансформатора соединены в прямуюи обратную звезды, а обмотки сглаживающих дросселей размещены на разных стержнях трехстержневого магнитопровода, один из которых безобмоточный и выполнен с немагнитным зазором.2. Система по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что на ее выходахсо стороны обмоток сглаживающегодросселя установлен двухполюсныйтрехпозиционный переключатель, однапара контактов которого подключенамежду концами дроссельных обмоток.и соответствующими им выходными зажимами системы заряда, другая параконтактов подключена между концамидроссельным обмоток, а третья - между началами одной из обмоток и противоположным ей выходным зажимомсистемы заряда.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 399944, Н 02 Ю 7/12, 1973.2. Зорохович А.Е, и др, Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М., "Энергия", 1975,с.105.3. Там же, с.133.4. Там же, с.бб, рис.4-2 а (прото.тип) .907696 Составитель В.ОглоблевРедактор Л.Гратилло Техред М.ТеперКорректор А НЦ 09 Тираж 670 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра