Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ИЗОБРЕТИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАН ОРСКОМ К СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Специальное проектно-конструкторское бюро технологического оборудования для промышленности источников тока(56) 1. Авторское свидетельство СССР . 9 519801, кл, Н 01 М 10/48, 1975,2. Авторское свидетельство СССР Р 551736, кл. Н 01 М 10/48, 1975.3, Авторское свидетельство СССР 9 597036, кл. Н 01 М 10/48, 1976.4. Авторское свидетельство СССР М 561252, кл; Н 02 3 7/12, 19765. Авторское свидетельство СССР 9 744843, кл. Н 02 д 7/02, 1978.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА ИРАЗРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ,.содержащее регулируемый преобразователь напряжения, соединенный с .батареей последовательно соединенныхчерез переключающие контакты узлапоэлементного отключения аккумуляторов, контрольно-сбегающую систему, выходными каналами связаннуюс узлом поэлементного отключения,и блок сигнализации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и увеличения срока службы, в него дополнительно введены блок сравнения, реле,датчики наличия цепи, например шунты, блок усилителей, измерительныйприбор, элемент памяти, напримертриггер, схемы И и инвертор, причемконтрольно-обегающая система сос,80105164 НН 02 д 7/02; Н 01 М 10/ тоит из генератора импульсов, связанного через узел ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ, формирователь импульсов и счетчик с входом дешифратора, а выходы дешифратора связаны с первыми входами соответствующих схем И, вторые входы которых объединены и через узел временной задержки подклю" чены к входу формирователя импульсов; выходы схем И через блок Усилителей нагружены на реле, через замыкающие контакты которых плюсовые и минусовые измерительные цепи аккумуляторов, соединенные параллельно ,между. собой, подключены к входу блока сравнения, выход которого через.с узел поэлементного отключения сое- е динен с блоком сигнализации, вновь введенные реле через блок усилителей связаны с выходами введенных схем И, первые входы которых сое- С динены с соответствующими выходами дешифратора, а вторые входы этих схем И объединены и подключены к . Ьвеа выходу дополнительной схемы И, первый вход которой через элемент па- еР мяти связан с выходом блока срав- ( Д нения и выходом формирователя импульсов, а второй вход через инвертор соединен с входом формирователяимпульсов; датчик наличия цепи включен в зарядно-разрядную цепь каждого аккумулятора, а измерительные цепи датчиков наличия, цепи, соединенные параллельно между собой через замыкающие контакты введенных реле, подключены к измерительному прибору, выход которого связан с бло- )фЬ ;ком сигнализации и узлом ЗАПРЕТРАЗРИНЕНИЕ,Изобретение относится к электро-технической промышленности и можетбыть, использовано для проведенияформировки, тренировки и испытанийхимических источников тока,Известны зарядно-разрядные устройства, применяемые при производстве и испытаниях аккумуляторных батарей, где аккумуляторы или аккумуляторные батареи соединяются последовательно в батарею. В процессезаряда или разряда осуществляетсяпоэлементный контроль за степеньюзаряда (разряда) аккумуляторовили аккумуляторных батарей 1 , 2 ,СЗ)и 41,При достижении аккумуляторамиили аккумуляторными батареями заданных значений, например, напряжениязаряда или разряда производитсяавтоматическое отключение их изсиловой цепи с помощью узла поэлементного отключения,Например, в устройстве 41 сцелью повышения надежности работыузла поэлементного отключения, перед отключением аккумуляторов изцепи заряда (разряда) осуществляется снижение зарядно-разрядноготока.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для зарядки аккумуляторной батареи, содержащее регулируемыйпреобразователь напряжения, объединенный последовательно-встречно сбатареей последовательно соединенных через переключающие контактыпоэлементно отключающего узла аккумуляторов, блок контроля по напряжению, соединенный .своим входом с.положительными и отрицательнымивыводами аккумуляторов, а выходомс узлом поэлементного отключенияи блоком сигнализации, электромагнитные реле, развязывающие диоды,резисторы и источник питания дляконтроля за степенью заряда аккумуляторов по росту давления внутриаккумуляторов с помощью сильфондатчиков, встроенных внутрь герметичных аккумуляторов 5 ),Недостатком указанного устройстваявляется то, что надежность работыпереюлючающих контактов узла поэлементного отключения в силовой цепизаряда аккумуляторов, а также срокслужбы контакторов (реле) узла поэлементного отключения недостаточны,В результате аккумулятор илиаккумуляторная батарея не отключаются из силовой цепи,происходит.перезардд. или переразряд, что в конечном итоге приводит к их .Разрушению, Поэтому возникает необходимость контроля за неразмыканиемразмыкающих положений переключающих контактов контакторов (реле) узла поэнементного отключения, чтопозволит обеспечить защиту аккумулятора (аккумуляторной батареи)от перезаряда или перераэряда. 5 Цель изобретения - повышениенадежности работы в увеличение сро-,ка службы устройства,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для заряда10 и разряда аккумуляторной батареи,содержащее регулируемый преобразователь напряжения, соединенный сбатареей последовательно соединенных через переключающие контакты15 узла поэлементного отключения аккумуляторов, контрольно-обегающую систему, выходными каналами связаннуюс узлом поэлементного отключения,и блок сигнализации, дополнительно20 введены блок сравнения, реле, датчики наличия цепи, например шунты,блок усилителей, измерительный прибор, элемент памяти, например триггер , схемы И и .инветор, причем25контрольно-обегающая система состоит из генератора импульсов, связанного через узел ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕформирователь импульсов и счетчикс входом дешифратора, а выходы дешифратора .связаны с первыми входамисоответствующих схем И, втоРые входы которых объединены и через узелвременной задержки подключены к входу формирователя импульсов; выходысхем И через блок усилителей наг 35 ружены на реле, через замыкающиеконтакты которых плюсовые и минусовые измерительные цепи аккумуляторов, соединенные параллельно. междусобой, подключены к входу блокасравнения, выход которого черезузел поэлементного отключения соединен с блоком сигнализации, вновьвведенные реле через блок усилителей связаны с выходами введенныхсхем И, первые входы которых соединены с соответствующими выходамидешифратора, а вторые входы этихсхем И объединены и подключены квыходу дополнительной схемы И, первый вход которой через элемент памяти связан с зыходом блока сравнения и выходом формирователя импульсова второй вход через инвертор соединен с.входом формирователяимпульсов; датчик наличия цепивключен в зарядно-разрядную цепькаждого аккумулятора, а измерительные цепи датчиков наличия цепи,соединенные параллельно между собойчерез замыкающие контакты введен 60 ных реле, подключены к измерительному прибору, выход которого связан с блоком сигнализации и узломЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ.На чертеже изображена схема пред 5 лагаемого устройства.Устройство содержит регулируемый преобразователь 1 напряжения,,переключающие контакты 2 1, , 2 пузла 3 поэлементного отключения,1 датчики наличия цепи (например, шунты 4 .4 батарею последова 5тельио соединенных аккумуляторов5, , 5, контрольно-сбегающуюсйстему 6, состоящую из генератораимпульсов, узла 8 ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕ, НИЕ,. формирователя 9 импульсов, 10счетчика 10, дешифратора 11, схемИ 12 ф 1 2 ф узла 13 временной,задержки, блока 14 усилителей, ре-,ле 15.15 с замыкающимиконтактами 1616 и 17, 1517, блок 18 сравнения, элемент памяти, например триггер 19,схему И 20, блок 21 сигнализации,инвертор 22, схемы И, 23.23блок 24 усилителей, реле 251, , 2025 п с замыкающими контактами 26,ф 26и 27ф 27измерйтельный прибор (например, магнито-,"электрическое реле или милливольтметр контактный) 28.25Устройство работает следующимобразом.В процессе заряда или разрядарегулируемый преобразователь 1 напряжения через переключающие контакты .2, , 2 и Уала 3 поэлементно- З 0го отключения, через датчики 4 на-личия цепи (например,:шунты),подключается к батарее последовательно соединенных аккумуляторов 51,355 пВ определенные моменты временидля контроля эа степенью заряда(разряда) аккумуляторов, включается контрольно-сбегающая система.Первый импульс генератора 7 импульсов через разрешенный узел 8 ЗАПРЕТ"РАЗРЕШЕНИЕ, через формирователь 9импульсов поступает в счетчик 10,при этом включается первый канал дешифратора 11,сигнал с которого поступает на первый вход схемы И 12,второй вхрд которой разрешаетсяузлом 13 временной задержки.С выхода схемы И 12сигнал поступает в блок 14 усилителей и включается реле 15, контакты которого16 и 17 подключают измерительныецейи аккумулятора 5 к входу блока18 сравненияОдновременно импульсс выхода формирователя 9 поступаетна элемент 19 памяти (напримертриггер), который запрещает работусхеме И 20,Если аккумулятор 5 не достиг.заданного напряжения заряда (разряда), блок 18 сравнения не срабатывает и. на его выходе сигнала нет;С окончанием импульса на выходегенератора 7 через узел 13 временной Задержки запрещается работасхем И 12, , 12и реле: 15 от , 65 пускает (выключается). Соответствен но размыкаются его контакты 16 и 17. При поступлении второго импульса генератора 7 через узел 8 ЗАПРЕТ- РАЗРЕШЕНИЕ через формирователь 9 импульсов в счетчик 10 осуществляется переключение каналов дешифратора 11 и сигнал появляется на его втором выходе. С задержкой на величину постоянной времени узла 13 временной задержки поступает разрешающий сигнал на вторые входы схем И 12 , 12. Срабатывает схема И 122, сигнал с выхода которой через блок 14 усилителей включает реле 15;Замыкающие контакты 16 и 17 реле 152 подключают измерительные цепи аккумулятора 5 к.входу блока 18 сравненияОдновременно сигнал с Формирователя 9 импульсов поступает на элемент 19 памяти и подтверждается запрещение работы схеме И 20.Если аккумулятор 5 не достиг заданного значения напряжения заряда (раэряда), блок 18 сравнения не срабатывает и на его выходе сигнала нет. п -м импульсом генератора 7 включается п-и канал дешифратора 11 и через блок 14 усилителей включается реле 15, которое своими замыкающими койтактами 16 п и 17 подключает измерительные цепи аккумулятора 5к входу блока 18 сравнения, и +1-м импульсом генератора 7 опять включается первый канал дешифратора 11 и включается реле 15 1, т.е. контрольно-обегающая система 6 производит опрос аккумуляторов 5,фСледует заметить, что с помощью узла 13 временной задержки включе" ние реле 15. .., 15 последующего юнала происходит после выключения реле предыдущего канала.Таким образом, исключается перекрытие каналов и исключается вероятность короткого замыкания аккумуляторовчерез замыкающие контакты 16.16 и 17 . , 17 п последующего и предыдущего каналов по цепям измерения.Если же, например, аккумулятор 5 достиг заданного значения напряжения заряда (разряда), то при срабатывании реле 15 и подключении его замыкающими контактами 16и 17 измерительных цепей аккумулятора 51 к входу блока 18 сравнения, блок сравнения срабатывает и на его выходе появляется сигнал, который поступает на элемент 19 памяти. Сигнал с выхода элемента 19 памяти разрешает работу схеме И 20.Одновременно сигнал с выхода блока сравнения 18 поступает в узел 3 поэлементного откйочения, который, связан с выходными каналами контрольно-обегающей системы 6.Узел 3 поэлементного отключенияпереключает свои контакты 2 , приэтом аккумулятор 5 отключается иэцепи заряда (разряда), причем цепьбудет .замкнута мимо отключенногоаккумулятора 5. Одновременно сигнал с узла 3 поэлементного отключения поступает в блок 21 сигнализации.С исчезновением импульса с генератора 7 (пауза до следующего импульса) через узел 13 временной за. держки запрещается работа схемамИ 12, , 12, реле 15 отпуска,ет и его контайты 16. и 17 размыкаются и измерительные. цепи аккумулятора 5 отключаются от блока 18сравнения й сигнал на его выходеисчезает, 1Одновременно исчезновение импульса с генератора 7 через инвертор22 поступает на вход схемы И 20,другоЯ вход которой разрешен выходом элемента 19 памяти.Сигнал с выхода схемы И 20 поступает на первые входы схем И 23,23, вторые входы которых подключены к соответствующим выходамдешнфратора 11, Но так как включен первый канал дешифратора 11,то срабатывает схема И 23, с выхода которой сигнал поступает на входблока 24 усилителей, и включаетсяреле 25Реле 25 своими замыкающими койтактами 26и 27 подключает измерительные цепи датчика наличия цепи (например, щунта) 4кизмерительному прибору 28, при этомесли раэмыкающее положение переключающего контакта 2разомкнулось,то ток зарядно-разрядный. через датчик 4 наличия цепи не проходит,на нем не создается падение напряжения и измерительный прибор 28не срабатывает,Если же раэмыкающее положениеконтакта 2 не размыкается, то через датчик 4 наличия цепи протекает ток, который создает падениенапряжения на нем и измерительныйприбор 28 срабатывает и выдает сигнал в блок 21 сигнализации о том,что аскумулятор 5 не отключаетсяиз цепи заряда (разряда) и в узел 8ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ,Узел ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ запрещаетпрохождение последующих импульсовгенератора 7 в счетчик 9. Аккумулятор отключается из цепи заряда(разряда) оператором, а вышедшее иэстроя реле заменяется новым. Послеотключения аккумулятора 5из цепизаряда (разряда) ао каналу Разрешение дается разрешение на узел 8 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ЗАПРЕТ-РАЗРЕШЕНИЕ для прохожденияимпульсов генератора 7 в счетчик 9,Очередной импульс генератора 7с выхода Формирователя 9 импульсовпоступает на элемент 19 памяти,который запрещает работу схемы И 20,а отсутствие сигнала с ее выходазапрещает работу схемам И 23,23 и реле 25 отпускает, его кон"такты 26 и 27 размыкаются и датчик 4наличия цепи отключаетсяот измерительного прибора 28.Задержанный импульс генератора7 узлом 13 временной задержки дает разрешение на работу схемамИ 12,.12 и включается реле15, измерительные цепи которогоподключают аккумулятор 5 к входублока 18 сравнения, и, если он достигает заданного значения напряжения заряда (разряда), то отключение его иэ цепи заряда (разряда)происходит аналогично описанному .выйе относительно аккумулятора 5.Если же размыкающие контакты йе .реключающих контактов 2 1.2не размыкаются и замыкаются замыкающие контакты свариваются), тоаккумуляторы 5, , 5замыкаютсянакоротко. В этом случае в зависимости от режима заряда или разряда ток заряда (разряда) аккумулято"ров может суммироваться с токомсаморазряда аккумуляторов, тогдадатчики наличия цепи 4 1 Р4 п выполняют роль защитных узлов, предотвращающих аккумуляторы 5,5 п от разрушения.Важность контроля в особенностинеобходима при испытании дорогостоящих аккумуляторов и аккумулятор-.ных батарей, так как исключаетсявыход их иэ строя.,Итак, в случае выхода из строя.переключающих контактов контакторов(реле) узла поэлементного отключения исключается выход из строя отключаемых аккумуляторов или аккумуляторных батарей.Использование предлагаемого изобретения не требует замены контакторов (реле) узла позлементного отключения после их наработки согласнопаспорту на них, поэтому срок службы контакторов (реле) продлеваетсядо полного выхода их из строя.Кроме того, экономически выгодноувеличение срока службы мощных контакторов (реле), дорогостоящихиз-эа покрытия их контактов большимколичеством драгоценного металланапример, золотом, серебром, платиной), Предлагаемое изобретениепозволяет применять контакторы, которые отработали своЯ ресурс, например в авиации,Тираа 617 ., Подписное осударственного комитета СССР елам изобретений и открытий ва, Ж, Рауыская наб., д. 4/5