Устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей

Союз СоветскихСоциалистическихРвслублик АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬС 61) Д нительное вид-ву 284412/24-07(22)Заявлено 20,0 З 51)М. Кл. Н 0217 исоединением заявк арстеенный камнтет СССР 23) Приоритет Опубл иков в делам нэабретении н открытий,163 (088. 8) но Дата опубликования описания 15.12.8 Автор зобретеннАРЯДА И РАЗРЫХ БАТАРЕИ яжаемую акку тоянную и пе асимметрично о водящие торную б ез з рею по ляющие менную соста тока Г 23.Однако эт характеризую ческими пока применяют кр заряд низ ателям йне реые устроис ими энерге и поэтому ихо,Изобретение относится к электротехнике - к устройствам для формовки при производстве и заряда (подзаряда) аккумуляторов и аккумулятор ных батарей (АБ) в процессе их эксплуатации и может быть использовано в системах электроснабжения стационарных и различных подвижных автономных объектов с устройствами формированного заряда аккумуляторных батарей асимметричным током от источника переменного тока и источника постоянного тока например, типа аккумуляторной батареи.Известно устройство заряда батарей асимметричным током от двух источников: от одного источника переменного тока - через выпрямитель, а от другого источника переменного тока - через зарядно-разрядный конденсатор (ЗРК) 1 3.8 качестве этих источников используют, например, две фазы трехфазного источника переменного тока,Известно также устройство зарядас двумя АБ и инвертором напряжения, включенным на выходе управляемого выпрямителя однофазного источника переменного тока 3 1.Недостатком этого устройства заряда является необходимость исполь зования в нем промежуточного авто- трансформатора регулирующего заряд ный так АБ путем изменения напряже О.ния на входе управляемого выпрямите ля, Это увеличивает массу устройства, а наличие в нем двух дросселей включенных в цепи зарядно-разрядного конденсатора, дополнительно ух3 98214шает удельные энергетические показатели устройства в целом.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является, устройство для заряда и разряда аккумуляторных батарей, содержащееисточник переменного тока, два диода,реактивное токоограничивающее сопротивление, положительный и отрицательный выходные выводы для подключениязаряжаемой АБ и положительную и отрицательную клеммы для соединенияс разряжаемой АБ, причем анод одного диода подключен к отрицательномувыходному выводу, а его катод - к отрицательной клемме Г 1 3,Недостатками известного устройства являются относительно большиепотери энергии при проведении импульсов зарядного тока АБ, обусловленные последовательным включениемтрех вентилей (двух в управляемомвыпрямителе и третьего - диода), атакже сравнительно низкой добротностью,зарядной цепи с дросселем(из-за малого значения добротностидросселя) и, связанным с этим увеличением габаритов и массы устройства заряда, что приводит к ухудшению его удельных энергетических показателей,Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей устройства,Поставленная цель-достигается тем,что устройство для заряда и разря 35да АБ, содержащее источник переменного тока, два дйода, реактивное токоограничивающее сопротивление, положительный и отрицательный выход 40ные выводы для подключения эаряжаемой АБ и положительную и отрицательную кдеммы дпя соединения .с заряжаемой АБ, причем анод одного диодаподключен к отрицательному выходномувыводу, а его катод - к отрицатель- ф 5ной клемме, снабжено зарядно-разрядным конденсатором, а его реактивноетокоограничивающее сопротивление выполнено в виде токоограничивающегоконденсатора, одна обкладка которого подключена к положительной, клемме и аноду другого диода, а другаяобкладка через источник переменноготока - к отрицательному и через заряд-;но-разрядный конденсатор - к положительному выходным выводам, при этомположительный выходной вывод соединен катодом другого диода. 8, 4,Это поз воля ет канали зи рова т ь энергию разрядного импульса одной батареи в токоограничивающий конденсатор в одном полупериоде изменения тока источника переменного тока, а из то" коограничивающего конденсатора в заряжаемую АБ - в другом полупериоде изменения тока упомянутого источника. Следовательно, токоограничивающий конденсатор ограничивающий величину тока разряда батареи, и имеющий почти на порядок большую добротность, чем дроссель, позволяет повысить КПД устройства, а сокращение числа вентилей устройства заряда обеспечивает дополнительное улучшение его показателей.На чертеже приведена схема устройства для заряда и разряда АБ.устройство содержит заряжаемую 1 и разряжаемую 2 аккумуляторные батареи и источник 3 переменного тока. Положительный 1 и отрицательный 5 выходные выводы устройства соединены с заряжаемой АБ 1, а разряжаемая АБ 2 - с положительной б и отрицательной 7 клеммами. Отрицательные выводы батарей соединены друг с другом через диод 8, а положительные- через диод 9. Источник 3 через зарядно-разрядный конденсатор 10 подключен к заряжаемой АБ 1, а через диод 8 и токоограничивающий конденсатор 11 - к разряжаемой батарее 2,Следует отметить обстоятельство, связанное с соотношением напряжений заряжаемой и разряжаемой батарей. В связи с тем, что напряжение разряжаемой батареи меньше ее ЭДС на величину падения напряжения на ее внутреннем сопротивлении, а напряжение заряжаемой АБ превышает ЭДС на ту же величину, для полного использования энергии разряжаемой АБ (например, при формовке батарей на заводе-изготовителе во время их циклических зарядов и разрядов) при канализации этой энергии в заряжаемую асимметричным током батарею, неоходимо 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 потери на ее внутреннем сопротивлении имеют минимальное значение. Поэтому асимметричный ток, необходимый для эффективного2148 6 5 98заряда батарей, целесообразно формировать путем наложения униполярных импульсов разряда разряжаемойАБ на переменный ток, Этот режимхарактеризуется наименьшими потерями при подключении заряжаемой АБ кисточнику переменного тока через зарядно"разрядный конденсатор, которыйзапасая энергию разрядных импульсовбатареи, возвращает ее затем в этуже батарею,Принцип работы устройства зарядаследующий,Так как напряжение источника 2постоянного тока (разряжаемой батареи 2) меньше, чем напряжение заряжаемой батареи 1, непосредственныйзаряд этой батареи по цепи 2-6-9-41-5-8-7-2 практически исключен из-зауказанного соотношения зарядного иразрядного напряжений этих батарей,особенно в случае, когда они имеютблизкие по величине заряды (зарядныеемкости), Поэтому для передачи энергии из АБ 2 в батарею 1 необходимдополнительный источник, энергии,В нечетных полупериодах изменения напряжения источника 3, когда кего нижней по схеме клеммы приложено положительное напряжение, токисточника протекает по двум каналам:по цепи 3-5-1-4-10-3 протекает импульс подразряда заряжаемой АБ 1,а по цепи 3-5-8-7-2-6-11-3 - импульсразряда разряжаемой АБ 2, Эти импульсы завершаются в момент достижениянапряжением источника 3 своего максимального - амплитудного значения,При уменьшении мгновенного значения напряжения источника 3 энергиязапасенная в ЗРК 1 О, возвращаетсяв АБ 1, а энергия, запасенная в токоограничивающем конденсаторе 11по цепи 3-11-9-4-1-5-3 канализируетсяв заряжаемую батарею. Эти процессыпродолжаются и в следующем - четномполупериоде изменения напряжения источника 3, Они завершаются в моментдостижения мгновенным значением напряжения источника 3 своего. максимального - амплитудного значения.Такое проведение тока заряда АБ 1(представляющего собой сочетаниепостоянной составляющей, проходящейчерез токоограничивающий конденсатора также переменной составляющейасимметричного тока, проводимой через зарядно-разрядный конденсатор10) обеспечивается при ограничении 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тока разряда АБ 2 реактивным сопротивлением, токоограничивающий конденсатор 11 (характеризуемым высокойдобротностью) и протекания тока разряда батареи всего через один диод8, а проведение тока заряда АБ 1всего лишь через один диод 9, в результате чего потери энергии в уст"ройство заряда существенно сокращается.В связи с тем, что масса токоограничивающего конденсатора примернона порядок меньше, чем масса дросселя такой же добротности, а надобность в использовании управляемоговыпрямителя отпадает, устройство заряда упрощается; его масса уменьшаетсяи КПД увеличивается, что улучшает егоудельные энергетические показатели.Формула изобретенияустройство для заряда и разрядааккумуляторных батарей, содержащееисточник переменного тока, два диода,реактивное токоограничивающее сопро- .тивление, положительный и отрицатель"ный выходные выводы для подключениязаряжаемой аккумуляторной батареи,положительную и отрицательную клеммы для соединения с разряжаемой аккумуляторной батареей причем анододного диода подключен к отрицательному вь 1 ходному выводу, а его катодк отрицательной клемме, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, оно снабжено зарядно"разрядным конденсатором, а его реактивное токоограничивающее сопротивлениевыполнено в виде токоограничивающего конденсатора, одна . обкладка которого подключена к положительнойклемме и аноду другого диода, а другая обкладка через источник переменного тока - к отрицательному и черезэарядно-разрядный конденсатор - к положительному выходным выводам, приэтом положительный выходной выводсоединен с катодом другого диода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР8 411552) кл. Н 02 1 702, 1964.2. Авторское свидетельство СССРР 387482, кл. Н 02 1 7/02, 19733, Авторское свидетельство СССРУ 475976, кл, 0 05,1 1/12, 1975.Авторское свидетельство СССРВ 537407) кл. Н 02 1 7/12 1976982118 едак ираж 9НИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб,; каз 9 9 По СС 4/5 П Патент жгород, ул, роектна лиа Составитель В.ОглоблеХимчук Техред С.Мигунова Корректор. В.Бутяга