CZ21463U1 - Zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zapojení soustrojí generátoru, které sestává z pohonu spojeného s elektrickým generátorem.

Dosavadní stav techniky

Nabíjení akumulátoru - baterie je možné provést několika způsoby. Jedním z nich je nabíjení konstantním proudem, a to až do doby plynování elektrolytu, ke kterému dochází při tzv, plynovacím napětí, např. u olověných akumulátorů (PbSO₄ + H₂O) při dosažení 2,45 až 2,65 V na jeden článek. Je možné použít běžně 0,2 jmenovité kapacity akumulátoru bez snížení jeho životnosti. Nabíjecí charakteristika kyselinové baterie umožňuje i výrazně vyšší konstantní proud, a to za konkrétních okrajových podmínek. K dobíjení akumulátorů elektrickou energií se dále využívá spalování paliva v rotačních spalovacích motorech, pístových motorech nebo turbínách. Běžné provedení soustrojí tvoří alternátor nebo dynamo poháněné např. spalovacím motorem dopravních prostředků - dopravní soustrojí, nebo k dobíjení slouží autonomní generátor s příslušenstvím pro dobíjení akumulátorů. U všech řešení je elektrická energie pro dobíjení upravena regulačním prvkem vřazeným do obvodu dobíjení. U dosud používaných provedení se v generátoru spojeném se spalovacím motorem vyrábí střídavý elektrický proud. Frekvence, napětí a proud jsou dány otáčkami spalovacího motoru. Střídavý elektrický proud je dále usměrněn a upraven prostřednictvím regulačního prvku na příslušné charakteristiky napětí/proudu tak, aby mohl sloužit k dobíjení akumulátoru. Regulace napětí/proudu se provádí buď v regulačním prvku připojeném mezi generátorem a akumulátorem, nebo regulační prvek přímo reguluje výstupní parametry pohonu. Všechna výše jmenovaná provedení mají několik nedostatků v těchto parametrech: účinnost, hmotnost, uživatelský komfort, životnost akumulátoru, bezpečnost. Z US patentu č. 7471000 je známo řešení přenosného dobíječe baterií, který je poháněn benzínovým, dieselovým nebo propanovým spalovacím motorem. Uvedený dobíječ zahrnuje elektrický startér a plynový pedál užívaný k ovládání otáček pohonu, a tím i výstupních parametrů dobíječe. Dobíječ užívá alternátor s permanentními magnety opatřený regulátorem napnutí řemene a vysoce výkonným diodovým usměrňovačem a obvodovým chráničem. Řídicí elektronika dobíječe je sériově vřazena do dobíjecího obvodu mezi generátor a dobíjenou baterii. Nevýhodou uvedeného řešení je jeho složitost vyplývající z regulace otáček motoru při nabíjení a přítomnosti řídicí elektroniky přímo vřazené do dobíjecího obvodu.

Podstata technického řešení

Úkolem tohoto technického řešení je navrhnout nové rychlé dobíjení akumulátorů s minimálním nárokem na obsluhu a také soustrojí generátoru stejnosměrného napětí jednoduché konstrukce, které je regulované zátěží - akumulátorem a optimalizované pro pohon spalovacím motorem a vykazuje velký rozsah výkonu při zachování vysoké účinnosti a nízké hmotnosti soustrojí.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením soustrojí generátoru pro nabíjení akumulátoru, které sestává z pohonu, jenž je známým způsobem spojen s elektrickým generátorem, připojeným přímo k akumulátoru, jehož podstata spočívá v tom, že má kontrolní obvod paralelně připojen, jednak k elektrickému generátoru a jednak k akumulátoru, jenž je dále připojen přes usměriiovač na generátor, který je přes spojku spojen s pohonem, přičemž tento je přes oboustrannou datovou sběrnici připojen ke kontrolnímu obvodu

Výhodou u výše uvedeného rychlého dobíjení je absence řídicích obvodů dobíjení, které jsou nejčastěji příčinou poruch při dobíjení. Tyto poruchy jsou zpravidla nepozorovatelné obsluhou a jsou charakteru nesprávného nabíjení akumulátorů, při kterém dochází k poškozování a následnému zničení akumulátorů.

-1 CZ 21463 Ul

Další výhodou je absence zatěžování soustrojí dalším prvkem regulace dodávaného proudu a napětí, který může být zdrojem poruch a ztrát. S výhodou je využito možnosti funkce akumulátor dobíjet velkým proudem po minimální čas, což vede v důsledku ke zkrácení doby chodu pohonu a tím i výraznému snížení ztrát spalovacího pohonu.

Výhodou je použití pohonu s konstantním výkonem, je absence prvku regulace výkonu, které mohou být poruchou a regulační odchylkou původcem rozhodných změn parametrů na výstupu dobíječe. Dále je výhodou, že po celou dobu dobíjení dodává pohon konstantní výkon, a tak je možné předem konstrukci a provoz pohonu velice přesně přizpůsobit požadavkům provozu, což vede v důsledku k zjednodušení konstrukce, snížení výrobních nákladů, snížení hmotnosti, snilo žení poruchovosti a nároků na obsluhu.

Pro zajištění upřesnění vyhodnocení aktuální kapacity akumulátoru a předejití jeho poškození přebíjením a zhospodáměním nabíjení je výhodné, když se akumulátor nabíjí po definovanou jednotku času t, jejíž délka je stanovena množstvím paliva potřebným pro chod pohonu.

Pro využití nej efektivnějšího režimu dobíjení za současného zajištění hospodárného režimu na15 bíjení a také zamezení poškození akumulátoru je výhodné, když se akumulátor nabíjí do dosažení požadovaného napětí na akumulátoru.

Pro zajištění většího komfortu při provozu soustrojí generátoru je výhodné, když zapojení soustrojí generátoru pro nabíjení akumulátoru sestává z pohonu, jenž je známým způsobem spojen s elektrickým generátorem, připojeným přímo k akumulátoru, jehož podstata spočívá v tom, že kontrolní obvod je tvořen řídicím obvodem, jenž je připojen jednak k usměrňovači a jednak k elektrickému generátoru, jenž je dále připojen přes usměrňovač a přes blok jištění na akumulátor, přičemž řídicí obvod je dále připojen k bloku elektroniky pohonu, jednak k bloku zobrazování otáček a jednak k bloku zobrazovače napětí a jednak k vypínači.

Výhoda přímého propojení akumulátoru s generátorem je výrazným prvkem pro spolehlivost celého soustrojí, protože jedině tak lze dosáhnout funkčnosti, jak s kontrolní elektronikou, tak bez ní.

Pro zajištění mobility soustrojí generátoru je výhodou, když soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů, jenž sestává z pohonu spojeného s elektrickým generátorem, má pohon tvořen spalovacím motorem a zátěž tvoří přímo akumulátor.

Výhodou zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů je, že využívá elektrický generátor, jehož uspořádání umožňuje, aby stavy na jeho výstupu a nabití akumulátoru přímo ovlivňovaly elektromagnetické jevy v generátoru. Soustrojí generátoru je navrženo s ohledem na podmínku, aby příkonová křivka generátoru byla co nejblíže výkonové křivce spalovacího motoru. Je zde však ponechána nezbytná rezerva pro kolísání výkonu, což je způsobeno například opotřebením motoru, kvalitou spalované pohonné směsi, podmínkami spalování a jinými okrajovými podmínkami Generátor pak přímo úměrně zatěžuje motor, jak je patrno z obr. 3, který znázorňuje graf protnutí křivek výkonu pohonu, příkonu generátoru a výstupní výkon soustrojí. V tomto grafu je světle modře znázorněna výkonová typická křivka spalovacího motoru o jmenovitém výkonu a tmavě modře křivka výkonu identického motoru po opotřebení na konci život40 nosti. Dále jsou zde znázorněny žlutá příkonová křivka generátoru a fialová křivka výkonu generátoru. Z grafu je též patrné protnutí křivky výkonu motoru s křivkou příkonu generátoru, a proto křivka výkonu generátoru končí na hodnotě 550, což je dále zmiňovaný okamžik protnutí výkonových křivek soustrojí.

Jistou nevýhodou se může jevit to, že článek akumulátoru je tímto způsobem nabit na 60 až 80 % jeho jmenovité kapacity, ale tato jistá nevýhoda je dostatečně vyvážena jednoduchostí a spolehlivostí systému. Pro případný chybný postup nabíjení je součástí soustrojí generátoru paralelně pracující kontrolní obvod, který umí proces nabíjení přerušit v případě nepřípustných stavů, jak je ostatně znázorněno na obr. 2. Těmito stavy jsou například vysoké napětí na článek, vysoké otáčky soustrojí, nedosažení otáček soustrojí, vysoká teplota Článků. Kontrolní obvod může být v

-2CZ 21463 Ul případě poruchy nebo Spatného nastavení jednoduše vyřazen obsluhou, aniž by byla změněna základní funkce soustrojí generátoru při dobíjení.

Výhodné je i to, že generátor je navržen tak, aby při přiblížení maximálním povoleným otáčkám motoru stále zvyšoval příkon, což vede v konečném důsledku k protnutí křivky výkonu s křivkou příkonu a ustálení soustrojí v konečných otáčkách.

V případě ztráty příkonu z důvodu poškození propojení s akumulátorem, elektronického řízení, nebo jiné poruchy, se křivky výkonu motoru a příkonu generátoru protnou později, ale stále v oblasti, kde nedojde k poškození soustrojí.

Konečný stav nabíjení akumulátoru je dán dosažením konečného napětí akumulátoru, takzvané10 ho plynovacího napětí, nebo spotřebováním cíleně dávkované pohonné směsi.

Výhodou je, že po zastavení soustrojí generátoru není třeba odpojovat vodiče, jelikož použité polovodičové součástky vykazují dostatečný odpor v závěrném směru stále uzavřeného elektrického obvodu.

Výhodou je, že malé provozní stejnosměrné napětí je základem pro pasivní bezpečnost. Nízké napětí v případě poruch je předpokladem pro vysokou pasivní bezpečnost. Dosažitelné malé špičkové proudy jsou též předpokladem pro vysokou pasivní bezpečnost. Výsledkem toho je regulovaná soustava, kdy na její výkon má přímý vliv pouze množství spalované pohonné směsi.

Výhodné je i to, že změny režimu provozu soustrojí generátoru jsou prováděny zásahem do množství spalované směsi motoru, nebo napětím na výstupu soustrojí generátoru.

Zanedbatelné není, že soustrojí generátoru je zjednodušeno o některé zbytečné uzly standardních řešení, jako je například regulátor dobíjení, regulátor otáček, transformátory napětí a proudu a další. Tyto jsou v popisovaném řešení nadbytečné. Některé uzly konstrukce soustrojí generátoru ponechává, ale jsou uspořádány tak, aby se i případná porucha dala snadno odstranit nebo neměla vliv na hlavní = dobíječi funkci soustrojí.

Jako celek je soustrojí generátoru efektivnější a operativnější. Vzhledem ke konstrukčnímu řešení je i lehké, skladné použitelné v širokém spektru aplikací, kde je třeba relativně malého trvalého elektrického výkonu, kdy k jeho zajištění postačí akumulátor, kterýje v případě potřeby rázově dobit soustrojím generátoru. Soustrojí generátoru eliminuje ztráty běžně vykazované ostatními řešeními v takto popsaném režimu využití. Dále pak přináší možnost relativně malý výkon soustrojí pokrýt ve Špičkách spotřeby energií uloženou do akumulátoru v období přebytku výkonu soustrojí generátoru. Jistou slabinou je absence střídavého proudu konstantní frekvence vhodného k další transformaci pro typické spotřebiče. Toto je však vlastnost, která přímo úměrně vyvažuje přednosti a otvírá množství možných aplikací.

Vzhledem k výrazně malé hmotnosti soustrojí generátoru, umožňuje takto konstruované soustrojí snížit spotřebu jednorázových baterií a malých akumulátorů v běžném životě.

Generátor je ekologický, rozšiřuje komfort využití elektrické energie a zpřístupňuje elektrickou energii v nových oblastech lidské činnosti.

Pro vysokou bezpečnost je dobrým mezičlánkem pro zavádění elektrifikace v rozvojovém světě. Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude dále blíže osvětleno pomocí výkresů, na kterých obr. 1 znázorňuje zjednodušené blokové schéma kombinace pohon-generátor-zátěž, obr. 2 znázorňuje blokové schéma mechanického uspořádání soustrojí generátoru, jehož součástí je paralelně připojený blok kontrolní elektroniky určený pro přenos informací probíhajícího procesu nabíjení akumulátoru, obr. 3 znázorňuje graf protnutí křivek výkonu pohonu, příkonu generátoru a výstupní výkon soustrojí a obr. 4 blokové schéma příkladného zapojení soustrojí generátoru a obr. 5 další variantní uspořádání soustrojí generátoru.

-3CZ 21463 Ul

Popis příkladného provedení

Zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů bude osvětleno na podkladě popisu prvků zapojení soustrojí generátoru podle vynálezu, které je jako příklad řešení vynálezu znázorněno pomocí názorných příkladů použití.

Dobíjení akumulátoru podle tohoto technického řešeni je následující: Pro nabíjení je nej vhodnější akumulátor složený z Článků, kde je napětí jednotlivých článků blízko na minimální hodnotě napětí přípustné konstrukcí článku. Například u článku olověné baterie se jedná o napětí 1,85 až 2 V na jeden článek. Nabíjení zátěže - akumulátoru probíhá takřka konstantním proudem v počátku procesu v předem určeném časovém intervalu, který je závislý na množství spalované io směsi ve spalovacím motoru, který je součástí soustrojí generátoru. Elektrický proud je generován na hodnoty odpovídající konstrukci akumulátoru obvykle od 1/10 až po 1/1 jeho kapacity. S postupným dobíjením elektrických článků akumulátoru stoupá napětí na jednom článku, například u PbSO₄ baterie z 1,85 V až na 2,45 V, kdy dochází k plynování elektrolytu článku. Během nárůstu napětí v Článku dochází k malému poklesu proudu dodávaného soustrojím generátoru a to nepřímo úměrně napětí, což je výhodné pro rychlé nabíjení. Pokles velikosti elektrického proudu se stoupajícím napětím je dán konstantním výkonem motoru, který je způsoben konstantním množstvím spalovaného paliva. Při zatěžování elektrického generátoru měnícím se napětím v baterii dochází k změně otáček soustrojí, aniž by bylo nutné je regulovat jiným způsobem, než zátěží způsobenou dobíjeným akumulátorem. Jinými slovy, pokud byl počáteční proud nastaven nalOApři2Vna článek, dojde v konečném stavu nabití článku na 2,4 V k poklesu proudu na 8,33 A, což je dáno konstantním výkonem pohonu po celou dobu dobíjecího režimu soustrojí bez ohledu na aktuální otáčky soustrojí.

Nabíjení je vhodné zahájit při vybití akumulátoru proudem 1/10 až 1/1 jmenovité kapacity akumulátoru dle jejich konstrukce a ukončit dobíjení před dosažením plynování elektrolytu akumu25 látoru. V okamžiku plynování elektrolytu při nabíjení velkým proudem je akumulátor nabit na 60 až 90 %, a to nepřímo úměrně nabíjecímu proudu. Vzhledem k předem známým podmínkám nabíjení můžeme tento stav předpovědět předem určeným časem nabíjení. Čas, po který bude soustrojí dobíjet, lze pak určit množstvím paliva předem připraveného k spálení v pohonu a to především díky konstantnímu výkonu pohonu po celou dobu dobíjení.

Dalším prvkem pro správné provádění dobíjení je kontrolní obvod, který má funkci pro zastavení pohonu soustrojí před dosažením plynování elektrolytu akumulátoru, ke kterému dochází při dosažení plynovacího napětí akumulátoru. Před dosažením tohoto napětí je nutné nabíjení ukončit.

Dalším prvkem pro zvýšení komfortu je konstrukce kontrolního obvodu tak, aby ukončil dobíjení v případě chyby obsluhy soustrojí, nebo poruchy v průběhu dobíjení. Kontrolní obvod tak může plnit funkci řízení dobíjení v případě hraničních okrajových podmínek, jako je malá kapacita akumulátoru, poškozený akumulátor, havarijní dobíjení nedoporučenými postupy.

Varianty zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátoru podle výše popsaného způsobu jsou popsány dále.

Základní zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů, které sestává z pohonu I, jenž je přímo spojen s elektrickým generátorem 3, je znázorněno na obr. 1. Zapojení soustrojí generátoru v tomto provedení sestává z pohonu 1, jenž je přímo spojen s elektrickým generátorem 3. Tento generátor 3 je připojen přímo na zátěž 5, jejíž parametry odpovídají U/I charakteristice běžných akumulátorů včetně rozdílné konstrukce a množství článků baterie.

Soustrojí generátoru je schopno pracovat v rozsahu napětí daného baterií elektrických Článků od 5 do 48 V a 1 až 50 A. To odpovídá širokému spektru konstrukcí akumulátorů a jejich jmenovitému napětí. Elektrický generátor 3 je zkonstruován tak, že i při odlehčení zátěže a poklesu proudu na minimum nestoupne napětí více, než na 60 V. V případě krátkého spojení na výstupu

-4CZ 21463 Ul soustrojí k zátěži dojde k hroucení elektromagnetických jevů v generátoru 2 do té míry, že konečné proudy neohrožují konstrukci soustrojí a vedení k zátěži, jíž je akumulátor 5.

Pro snadnější představu a správné použití nabíjecího procesu uvádíme příklad spolu s tabulkou znázorněnou na obr. 3.

Příklad:

Pro nabíjení olověných akumulátorů ve stavu vybití, tj. 1,85 V na článek, je vhodné nabíjet proudem 0,2 kapacity článku a to do 75% kapacity.

Máme k dispozici 12V olověný akumulátor se jmenovitou kapacitou 65 Ah, který je vybitý. Budeme jej tedy nabíjet na 75 % kapacity počátečním proudem 13 A po dobu 3,75 h, což je celkem io 48,75 Ah.

Dle přiložené ilustrativní tabulky 1 vyhledáme příslušné množství potřebného paliva následujícím způsobem.

V levém sloupci je nejbližší hodnota počátečního proudu I soustrojí generátoru v A a v horním řádku dodávaná kapacita C_a akumulátoru v Ah.

Výsledkem je políčko s hodnotou 0,904 = množství paliva, které musíme připravit pro soustrojí.

kde:

Ca - znamená dodávanou kapacitu,

I - znamená počáteční dodávaný proud soustrojí,

PHM - je množství potřebného paliva pro konkrétní spalovací motor, který tvoří pohon soustrojí generátoru.

Funkce zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů, podle obr. 1 je následující. Vybitý akumulátor 5 je připojen přímo jako regulovaná zátěž ke generátoru 3, který je poháněn pohonem 1, například spalovacím motorem. Soustrojí generátoru uvedeme do provozu, a to s počátečním nastavením výstupních parametrů. Soustrojí generátoru je možné nastavit dle doporučených hodnot tak, že dojde k rychlému dobití akumulátoru 5 na požadovanou kapacitu. Dobíječi parametry nastavíme konstantní dodávkou paliva = přibližně výkonem pohonu I a množstvím přiděleného paliva přímo úměrnému množství požadované energie. Takto využíváme na30 bíjecí charakteristiky akumulátoru. Dále již soustrojí generátoru pracuje samostatně bez nutného

-5CZ 21463 Ul zásahu obsluhy a to do doby dodání požadované energie prostřednictvím elektrického generátoru 3.

Proces dobíjení se ukončí po spotřebování přiděleného množství paliva zastavením dodávky energie z pohonu I do elektrického generátoru 3. Soustrojí generátoru je navrženo tak, aby jej nebylo nutné odpojit od akumulátoru 5 po ukončení provozního cyklu.

Elektrický generátor 3 je navržen tak, aby pokrýval převážnou většinu pracovního rozsahu pohonu I a to tak, aby křivka příkonu elektrického generátoru 3 kopírovala výkonovou charakteristiku pohonu 1 s dostatečnou rezervou pro snížení výkonu pohonu I vzniklou opotřebením.

Dále je elektrický generátor 3 konstruován způsobem, aby nemohlo dojít k překročení pracovníio ho rozsahu pohonu 1. Tato podmínka je zajištěna protnutím výkonnostní křivky příkonu elektrického generátoru 3 v tupém úhlu s výkonnostní křivkou pohonu 1 v oblasti před dosažením max. přípustných otáček soustrojí. Elektrický generátor 3 nemůže odebrat větší příkon, než je schopen dodat pohon I při minimálních - volnoběžných otáčkách, což je zajištěno upravenou charakteristikou příkonu elektrického generátoru 3.

is Provozní regulace soustrojí generátoru při dobíjení je zajištěna přímo připojeným akumulátorem 5 s elektrickým generátorem 3, a to po celou dobu dobíjecího procesu. Během dobíjení dochází ke změnám v elektrických veličinách U a I na vedení mezi elektrickým generátorem 3 a akumulátorem 5, daných charakteristikou akumulátoru 5.

Není tedy nutné žádné další příslušenství pro kontrolu režimu akumulátoru 5, sledování provoz20 nich limitů mechaniky a elektrických veličin soustrojí generátoru. Tím, že v tomto provedení není potřebný regulační přístroj pro provoz soustrojí generátoru, je zajištěna jeho vysoká spolehlivost.

Navíc je elektrický generátor 3 navržen tak, aby i v havarijním případě odpojení akumulátoru 5 neztratil příkon, a tím nedošlo k překročení horního provozního limitu pohonu 1 a to v případě, když je pak soustrojí generátoru nadále v provozu blízko max. přípustných otáček, výstupní proud je minimální a nedochází tak k úměrnému nárůstu napětí na výstupu soustrojí generátoru.

V případě zkratu na vedení k akumulátoru 5 dojde ke změně výkonu elektrického generátoru 3 a tím je zajištěno nepřekročení provozních proudů v elektrickém vedení mezi elektrickým generátorem 3 a akumulátorem 5. Tímto opatřením je dosaženo vysoké bezpečnosti.

Z přiloženého obr. 2 vyplývá, že vysoký komfort obsluhy může být zajištěn dalším blokem 6 kontrolní obvod, který však není nutný pro bezpečný a spolehlivý provoz soustrojí generátoru. Provedení soustrojí generátoru v tomto konkrétním uspořádání obsahuje pohon I, jímž je miniaturní spalovací motor, s výhodou o objemu 25 cm³ s rozvodem OHC a ručním startérem. Spalovací motor je vybaven pro trvalý běh v libovolné pracovní poloze. S generátorem 3 je propojen odstředivou spojkou 2, která usnadňuje start a zahřátí soustrojí generátoru. Generátor 3 je umístěn souose ve skříni, která je kompaktní se spalovacím motorem. Jedná se o alternátor s permanentními magnety na rotoru a stator s vinutím na 10 cívkách o 7 závitech na 1 pólu statoru. Toto provedení umožňuje výše zmíněnou charakteristiku. Generátor 3 není opatřen komutátorem, budicími cívkami a ani budicími obvody, přičemž jeho vinutí je pouze na jeho statické části 40 statoru, čímž se výrazně zvyšuje jeho spolehlivost. Výstupní napětí z generátoru 3 je přes usměrňovač 4 dále usměrněno pomocí diod uspořádaných do můstku. Pro vyšší bezpečnost a komfort obsluhy může být propojení k zátěži, kterou je akumulátor 5, provedeno vodiči opatřenými proudovou pojistkou.

Dále je soustrojí generátoru opatřeno kontrolním obvodem 6, který slouží pro zvýšení komfortu, bezpečnosti a spolehlivosti, aniž by mohl sám být příčinou špatné funkce soustrojí v případě vlastní poruchy. Tento kontrolní obvod 6 je integrován do skříně generátoru 3 s ovládacím a zobrazovacím panelem na plášti generátoru 3.

Tento kontrolní obvod 6 má funkci zobrazovače stavu akumulátoru, stavu nabíjení, ručního přerušení nabíjení, automatického přerušení nabíjení a kontroly limitních stavů soustrojí.

-6CZ 21463 Ul

Jedno z výhodných provedení zapojení soustrojí generátoru pro nabíjení akumulátoru podle nároků 1 až 4, je znázorněno na obr. 4. Zapojení sestává z pohonu I, jenž je známým způsobem přes mechanickou spojku 2 připojen k elektrickému generátoru 3, připojenému přímo k akumulátoru 5. Kontrolní obvod 6 je tvořen řídicím obvodem 12, jenž je připojen jednak k usměrňovači 4 a jednak k elektrickému generátoru 3, jenž je dále připojen přes usměrňovač 4 a přes blok 7 jištění na akumulátor 5, přičemž řídicí obvod 12 je dále připojen k bloku 8 elektroniky pohonu, jednak k bloku zobrazování 9 otáček a jednak k bloku 10 zobrazovače napětí a jednak k vypínači il.

Další varianta výhodného uspořádání soustrojí generátoru pro nabíjení akumulátoru k provádění nárokovaného způsobuje znázorněna na obr. 5. Tato varianta vychází se zapojení soustrojí generátoru znázorněného na obr. 4, je však rozšířena o následující prvky.

Soustrojí generátoru je dále vybaveno rukojetí 19 v těžišti stroje pro snadný transport a instalaci, podpěrou 18 a řemenem pro snadný transport. Dále je možné ho doplnit o výfukové potrubí 15 pro odvod spalin z uzavřeného prostoru, elektroniku pro sběr a distribuci provozních dat a taktéž elektroniku pro dálkový dohled a řízení.

Dále soustrojí generátoru může plnit funkci elektrického startéru pohonu L nebo může být připojen externí startér pohonu b

V případě poruchy či absence kontrolního obvodu 6, je poškození akumulátoru 5 přebitím předem vyloučeno množstvím paliva v nádrži pohonu b

V případě přerušení přívodu k akumulátoru se sníží proud „I“ na minimum a napětí „U*‘ by pak standardně stoupalo na nebezpečné hodnoty. U popisovaného soustrojí generátoru je jeho konstrukcí zajištěno zborcení elektromagnetické indukce v poli generátoru 3 a tím je tento jev minimalizován.

Při krátkém spojem na výstupu generátoru 3 by standardně došlo k přetěžování celého generátoru 3, kdy vznikají nebezpečné stavy, před kterými by bylo nutné chránit nejen soustrojí generátoru, ale i okolí. U soustrojí generátoru je konstrukcí zajištěno zborcení magnetického pole generátoru 3 a tím snížení proudu na minimum. Soustrojí generátoru pracuje dále, ale v režimu, kdy je většina výkonu mařena přímo v soustrojí generátoru a to po neomezenou dobu.

Průmyslové využiti

Zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů je možné použít všude tam, kde je třeba nouzově jednorázově dobít startovací baterii po jejím havarijním vybití - jachting, pozemní doprava, autosport, staniční generátory apod. Dále tam, kde je třeba rázově nabíjet malé trakční zdroje - ejektrolodě, chalupy, samoty, zvýšení kapacity záložního zdroje, technici v terénu, vozíčkáři. Kde je třeba malého autonomního zdroje elektrického proudu s občasnými špičkami servisní technici, řemeslnící s ručním nářadím. A taktéž i tam, kde není možné zajistit elektrický proud z jiných důvodů, jako je poloha generátoru, zvýšení instalovaného výkonu, transport tábořiště, expedice, letectví, sport, presentace. A v neposlední řadě všude, kde je nutné použít nízké napětí z důvodů bezpečnosti provozu - vodní sporty, námořní aplikace, záchranné sbory, provizorní prostředí apod.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (5)

1. Zapojení soustrojí generátoru pro nabíjení akumulátoru, které sestává z pohonu (1), jenž je známým způsobem spojen s elektrickým generátorem (3), připojeným přímo k akumulátoru (5), vyznačující se tím, že má kontrolní obvod (6) paralelně připojen, jednak k elektrickému generátoru (3) a jednak k akumulátoru (5), jenž je dále připojen přes usměrňovač (4) na

-7CZ 21463 Ul generátor (3), který je přes spojku (2) spojen s pohonem (1), přičemž tento je přes oboustrannou datovou sběrnici připojen ke kontrolnímu obvodu (6).

2. Zapojení soustrojí generátoru pro nabíjení akumulátoru podle nároku 1, které sestává z pohonu (1), jenž je známým způsobem spojen s elektrickým generátorem (

3), připojeným přímo

5 k akumulátoru (5), vyznačující se tím, že kontrolní obvod (6) je tvořen řídicím obvodem (12), jenž je připojen jednak k usměrňovači (4) a jednak k elektrickému generátoru (3), jenž je dále připojen přes usměrňovač (4) a přes blok (7) jištění na akumulátor (5), přičemž řídicí obvod (12) je dále připojen k bloku (8) elektroniky pohonu, jednak k bloku zobrazování (9) otáček a jednak k bloku (10) zobrazovače napětí a jednak k vypínači (11).

ío 3. Zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že generátorem (3) je alternátor s permanentními magnety na rotoru a stator s vinutím na 10 cívkách o 7 závitech na 1 pólu statoru.

4. Zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů podle nároku 3, vyznačující se tím, že mezi alternátor a zátěžový akumulátor (5) jsou připojeny diody uspořádané do

15 můstku.

5. Zapojení soustrojí generátoru pro dobíjení akumulátorů podle nároku 4, vyznačující se tím, že vedení k zátěžovému akumulátoru (5) je provedeno vodiči opatřenými proudovou pojistkou.