Система для подзарядки стартерной аккумуляторной батареи на автономном подвижном составе

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт, Московский институт инженеров железнодорожного транспорта и Производственное объединение "Ворошиловградтепловоз" (72) И.К,Лобанов, В.С.Строков, И.П.Бородулин, А.В.Кабаков и Г.А.Пупынин(56) 2 еЬи 11 Ье 1 еп. Паз 1.айеп акоп А 1 сЬ- тпц 1 а 1 огеп-Васег 1 еп щей 1 опзСапег Браппппн. "Е 1 еЕгоесЬпЖ"., 1966, В, 18,20, 771-773.Степанов А.Д, и др. Передач ности тепловозов. М.: Транспор 1967, с. 114.Филонов С.П. и др. Тепловоз 116. М.: Транспорт, 1977, с. 28 (54) СИСТЕМА ДЛЯ ПОДЗАРЯДА СТАР НОЙ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ НА А НОМНОМ ПОДВИЖНОМ СОСТАВЕ(57) Изобретение может быть использовано для подзаряда стартерных батарей большой емкости на автономном . подвижном составе с двигателями внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение КПД подзаряда и увеличение срока службы батареи. После запуска двигателя внутреннего сгорания 8 пусковое устройство 7 запускает реле времени 6. Частота вращения двигателя 8 растет и при достижении напряжением источника постоянного тока 2, работающего в режиме ограничения напряжения, величины, превышающей ЭДС аккумуляторной батареи 1, ток заряда начинает расти. Ток ограничивается и поддерживается постоянным в первой фазе при помощи токоизмерителя 9 и регулятора напряжения 3 до выхода на режим ограничения напряжения. Ток заряда снижается до установившегося значения. По истечении заданного времени контакт 5 реле времени 6 разрывает цепь управления запирающего устройства 4 и батарея отключается от источника постоянного тока. Описаны также две модификации предлагаемого устройства. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.,цля подзаряда стартерных аккумуляторных батарей в эксплуатации, преимущественно, щелочно-никелевых.Устройство может быть примененодля подзаряда стартерных батарейбольшой емкости на автономном подвижном составе (тепловозы, дизельпоезда, автоматрисы и др,) с двигателями внутреннего сгорания.Целью изобретения является увеличение КПД подзаряда, повышение надежности батареи.На фиг1-3 представлены варианты функциональных блок-схем устройства; на фиг.4 - диаграмма, отражающая цикл работы устройства,Система для подзаряда стартерныхбатарей состоит из следующих элементов.В цепь аккумуляторной батареи 1(фиг,1) и источника постоянного напряжения, работающего в режиме ограничения напряжения и источника 2постоянного тока, вход которого соединен с регулятором 3 напряжения,включено запирающее устройство 4В цепь управления запирающего устройства 4 включен размыкающий кон -такт 5 реле 6 времени, вход которого соединен с выходом пускового устройства 7, Двигатель 8 внутреннегосгорания приводит источник 2 постоянного тока который находится в одной цепи с токоизмерителем 9, выходкоторого соединен с входом регулятора 3 напряжения, Двигатель внутреннего сгорания и источник постоянного тока связаны валопроводом 10.Система работает следующим образом.После запуска,цвигателя 8 внутреннего сгорания пусковое устройство 7 дает, сигнал на подключение реле 8 времени. При достижении частоты вращения двигателя 8 близкой к частоте холостого хода напряжение источника 2 постоянного тока превышает ЗДС аккумуляторной батареи 1, повышается ток заряда, который ограничивается и поддерживается постоянным в первой фазе при помощи токоизмерителя 9 и регулятора 3 напряжения до выхода на режим ограничения напряжения.После этого ток заряда начинает медленно снижаться до установившегося значения, По истечению задан ного времени контакт 5 реле времениразрывает цепь управления запирающего устройства и батарея отключается от источника постоянного тока.5 При последующем запуске двигателявнутреннего сгорания цикл работы зарядной системы повторяется.Система для подзаряда стартернойбатареи, изображенная на фиг.2, содержит источник 2 постоянного токас регулятором 3 напряжения, Источник 2 через тиристор 11 соединяется с аккумуляторной батареей 1Выход пускового устройства 7, которое 15 обтекается стартерным током при запуске, соединяется с входом реле 6времени, один контакт 5 котороговключен между анодом и управляющимустройством 4 тиристора, а второй 20 контакт 12 соединен с регулятором 3напряжения. Вход и выход регулятора3 напряжения имеет те же связи, чтои устройство на фиг,1.Система работает следующим образом.После запуска двигателя 8 внутреннего сгорания сигнал от пусковогоустройства 7 включает реле 6 времени, тиристор 11 обеспечивает подклюЗ 0 чение источника 2 заряда к аккумуляторной батарее 1, поскольку цепьуправляющего электрода соединяетсяс анодом через размыкающий контакт 5реле времени. Ограничение и поддер 35 40 45 50 55 жанне тока в первой фазе после запуска происходит аналогично устройству на фиг.1. По истечении заданного времени контакт 5 реле времени разрывает цепь управляющего электрода тиристора 11, одновременно другой контакт 12 этого же реле времени замыкается подавая сигнал в регулятор 3 напряжения.В результате снижается напряжение источника 2 постоянного тока и тиристор 11 запирается, а батарея отключается от источника постоянного тока. При следующем запуске двигателя цикл работы повторяется.Системы для подзаряда стартерной аккумуляторной батареи, изображенная на фиг 3, содержит источник 2 постоянного тока с регулятором 3 напряжения, который соединяется в аккумуляторной батареей 1 через диод 13 и контакт 14. В цепь катушки 15 контакта. 14 включен размыкающий контакт 5 реле б времени, вход которого сое1246243кель-железной батареи Т невеликоМи составляет 2-5 мин,Во второй фазе .Т батарея подвергается подзарядке при Пг =Снам,убывающим током от 1, =1до 1=(0,5-0,35) 1 , а общее времяподзарядного цикла составляет динен с выходом пускового устройства7, которое обтекается стертерным током при запускеСистема работает следующим образом,После запуска двигателя 8 пусковое устройство 7 дает сигнал на включение реле 6 времени, контактом 14подключается аккумуляторная батареяна заряд после того, как напряжение 10источника 2 превысит ЭДС батареи 1.Диод 13 предотвращает протекание обратного тока при снижении частотывращения двигателя 8, Ограничениеи поддержание тока в первой фазе после запуска происходит аналогичноустройству на фиг.1, По истечениизаданного времени контакт 5 реле 6времени разрывает цепь катушки 15контакта 14 и батарея отключается 20от источника 2. При последующем запуске цикл работы повторяется,Таким образом, батарея подзаряжается в,первой фазе в режиме постоянного тока, близкого к номинально- , 25му, во второй - в режиме постоянного напряжения, а общее времяподзаряда после каждого запуска составляет30-60 мин, и устанавливается опытнорасчетным путем. Время подзаряда З 0определяется емкостью, необходимойдля компенсации разряда при запускедвигателя, саморазрядом батареи приотсутствии подзаряда и емкостью дляпитания вспомогательных потребителейпри остановленном двигателе. Особенность работы предлагаемойсистемы поясняется диаграммами нафиг,4, где: напряжение источника за 40ряда - Бзр , ЭДС поляризации батареиЕ; ток заряда - 1 и разряда - 1,батареи представлены в функции времени работы дизеля - Т и во время.паузы - Т(дизель остановлен),45обусловленной условием эксплуатации.Как видно из фиг,4, в первой фазеподзаряда Т напряжение П, изменяется по криволинейной завиоимостиот Все перечисленные факторы положительно влияют на надежность стартер ной батареи, в частности на срокслужбы. 55 Система для подзаряда стартернойаккумуляторной батареи на автономном подвижном составе, содержащая двигатель внутреннего сгорания, зарядный Б 3= 0,9 Пном доПзг = П=Сопзй,обусловленной глубиной разряда и характером нарастания Е при подз арядке. При этом ток заряда ограничивается величиной 1, =1 , . В обычнбй эксплуатации применительно для ниТзц =Т, +Т 2 =30-60 мин,Э то время опр еделяе тс я ра сче тноэкспериментальным путем в зависимости от температуры электролита и оптимальной степени заряженности. По окончании цикла подзарядки батарея отключается от источника заряда йо сигналу реле времени путем разрыва цепи зарядного тока или кратковременном (0,7-1,0 с) снижении зарядного напряжения до уровня Г=0,87 Бд, для создания условия Еб ) 02В рядовой эксплуатации соотношение времени работы дизеля Т и подзарядного цикла Т обычно составляетТ /Т,ц =9-4.Устройство позволяет резко уменьшить расходы энергии по подзарядке батареи, т.е, повысить КПД подзаряда, снизить перезаряд батареи и температуру электролита в летнее время, когда имеется опасность превышения предельно допустимой температуры электролита (для никель-железных акОкумуляторов +45 ). Одновременно оно позволяет устранить нарастающий недозаряд стартерной батареи в эксплуатации при умеренной температуре эйектролита, так как сочетание режима постоянного тока, близкого к номинальному, и режима постоянного напряжения без токоограничивающего резистора позволяет резко поднять КПД заряда. Формула изобретения1246243 8 источник постоянного тока, работаю-щий в режиме ограничения напряжения,приводимый двигателем внутреннегосгорания и соединенный с выходом регулятора напряжения, пусковое устройство, связанное с двигателем внутреннего сгорания, запирающее устройство в. зарядной цепи, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения КПД процесса подзаряда и повышения надежности батареи, в нее дополнительно введены токоизмерительзарядной цепи, соединенный с входомрегулятора напряжения, и реле времени, вход которого соединен с выходомпускового устройства, а размыкающийконтакт этого реле вермени включен в цепь управления запирающего устройства2, Система по п.1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что запирающееустройство выполнено в виде тиристора, управляющий электрод которого соединен с его анодом размыкающим контактом реле времени, а другой контактэтого реле времени включен в цепь О регулятора напряжения источника постояннсго тока.3. Система по п.1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что запирающееустройство выполнено в виде диодаи контактора, в цепь питания катушкикоторого включен размыкающий контактреле времени.1246243 Составитель И.Найдинаорович Техред М.Ходанич Корректор М.Пож едактор А.аказ 4014/4 ВНИИПИпо113035, М ог нии и аушск изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 юг Е ОЦзг Тир Государств елам изобр сква, ЖПодписноомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5