HU185528B - Method and apparatus for energy economic charging and diacharging accumulators - Google Patents

Description

A találmány tárgya olyan eljárás és akkumulátortöltő készülék, amely alkalmas arra, hogy a kisütésre kerülő akkumulátor energiáját folyamatosan felhasználja más akkumulátor(ok) programozott töltésére.

Ismeretes az akkumulátorok gyártásával, üzembehelyezésével, töltésével és regenerálásával kapcsolatos azon igény, hogy az akkumulátorokat ki kell sütni és újból fel kell tölteni előre meghatározott áramerősséggel, mely a feltöltés és kisütés folyamán határértékekkel korlátozott. Az akkumulátorok kisütése általában ellenálláson keresztül történik, amikoris az akkumulátorokban tárolt vegyi energia hővé alakul és elvész. Az akkumulátorok töltésével kapcsolatban is különböző elvárások vannak az első feltöltéskor, az üzemszerű töltéskor, a csepptöltéskor valamint a töltés különböző szakaszaiban, pl. az erős gázfejlődés szakaszában.

A töltés szabályozására alkalmas a 166 090 lajstromszámú magyar szabadalom, mely „Tirisztor vezérlő kapcsolási elrendezés feszültség- és áramszabályozók részére.” — Ezen szabadalom adott feszültség vagy adott áramerősség tartására alkalmas az akkumulátortöltő berendezésekben.

A 166 288 lajstromszámú magyar szabadalom „Kapcsolási elrendezés tirisztoros egyenirányítóhoz” és mint ilyen, jó hatásfokkal, de költséges és terjedelmes mágneses erősítőkkel vezérelt tirisztorokkal a beállított feszültség- vagy áramértéket külső és belső zavarójelek ellenére nagy pontossággal képes tartani.

A fentiek közül egyik szabadalom szerinti készülék sem alkalmas arra, hogy a kisütésre kerülő akkumulátorok energiáját felhasználhassuk, sem pedig a töltendő akkumulátorok töltőáramának az erős gázfejlődés szakaszában való szabályozására.

A talámány célja, hogy a kisütésre kerülő akkumulátorok energiája ne menjen veszendőbe, mint fel nem használt hőenergia. Ezt a célt a találmány úgy éri el, hogy a kisütésre kerülő akkumulátorból fedezi a töltésre kerülő akkumulátorhoz szükséges töltőenergiát és a teljes töltéshez szükséges többletenergiát a hálózatból, tirisztoros szabályozókon keresztül állítja elő. A szükséges áramirány és a meghatározott értékű töltő- illetve kisütőáram biztosítása az egyébként ismert tirisztoros áramszabályozó gyújtási szögének változtatásával történik. A töltendő akkumulátor töltésének az erős gázfejlődéssel jellemzett szakaszában az akkumulátor hőmérsékletének emelkedését hőérzékeny elem segítségével a gyújtási szög további szabályozása révén a töltőáram csökkentésére használjuk fel.

A találmány szabályozási rendszere lehetővé teszi, hogy a kisütendő akkumulátorok feszültségéhez, — amely a kisütés folyamán csökken, — automatikusan csak annyi feszültségközépértéket vegyen ki a hálózatból, amennyi a beállított töltőáram eléréséhez szükséges. Ezáltal a kisütendő akkumulátor energiája csaknem teljes egészében visszanyerhető és ezáltal a hálózatból kevesebb energiára van szükség a töltéshez. Járulékos előnye a találmány szerinti eljárásnak, hogy egy telep feltöltése és egy másik telep kisütése egyidejűleg történik, vagyis a töltőállomás átbocsátóképessége megkétszereződik anélkül, hogy a kisütéskor felszabaduló melegmennyiség elvezetéséről kellene gondoskodni.

A talámány szerinti eljárásnak további előnye, hogy a felügyeletmentes töltés is megvalósítható általa, még az erős gázfejlődés szakaszában is, az ekkor jelentkező magasabb hőmérséklet jelzésének visszavezetése révén.

A találmány szerinti eljárás esetében a kisütendő akkumulátor a töltendő akkumulátorral ellentétes polaritással van összekötve és az áramkör tirisztorokon és transzformátor szekunder tekercsének segítségével záródik. A transzformátor hálózatra kapcsolása után a tirisztorok gyújtóegység segítségével addig növeljük, míg a kívánt töltő-kisütő áramerősséget el nem érjük, amit az áramkörbe iktatott árammérő műszeren állítunk be. Amikor a kisütendő akkumulátor kapocsfeszültsége a töltendő akkumulátor kapocsfeszültsége alá esik, a töltést a transzformátor szekunder tekercséről vett feszültséggel kiegészítve folytatjuk a gyújtóegység gyújtási szögének növelésével. Az erős gázfejlődés szakaszában hőmérsékletfigyelő alapján az alapjelet ellenállás kisöntölésével csökkentjük.

Az eljárás szerinti megoldáshoz tartozó gyújtóegység a tirisztorok gyújtási szögét szimmetrikusan szabályozza. A töltendő akkumulátor a kisütendő akkumulátortól a tirisztorok gyújtási szöge révén nyer töltést, a hálózatból energiát nem igényel mindaddig, amíg a kisütendő akkumulátor kapocsfeszültsége a töltendő akkumulátor kapocsfeszültsége alá nem esik. Amilyen mértékben csökken a kisütendő akkumulátor kapocsfeszültsége és amilyen mértékben nő a töltendő akkumulátor kapocsfeszültsége, olyan mértékben kell egyre jobban növelni a tirisztorok gyújtási szögét annak érdekében, hogy a töltőkisütő folyamat fennmaradjon. A gyújtási szög ezen beállítását egyébként ismert módon automatikusan is elvégezhetjük. Az eljárást megvalósító készüléket az 1. ábra alapján ismertetjük.

A 2 kisütendő akkumulátor a 6 és 15 alapjelképző ellenállásokon, a 10 árammérő műszeren, a párhuzamosan kapcsolt 4 és 5 tirisztorokon, melyek a 3 transzformátor szekunder tekercsének végeire vannak kötve és a 3 transzformátor szekunder tekercsének középleágazásán keresztül csatlakozik az 1 töltendő akkumulátorra. Az 1 töltendő akkumulátorral a 12 feszültségfigyelő műszer, a 2 kisütendő akkumulátorral a 11 feszültségfigyelő műszer van párhuzamosan kapcsolva. A 2 kisütendő akkumulátorral párhuzamosan van a soros kapcsolású 7 feszültségfigyelő relé, a 8 Zener dióda és a 9 dióda kapcsolva. Az 1 töltendő akkumulátorral és a 2 kisütendő akkumulátorral valamint a 6 és 15 alapjelképző ellenállásokkal párhuzamosan a 14 simító kondenzátor van kötve, míg az 6 és 15 alapjelképző ellenállásokkal párhuzamosan a 13 gyújtóegység van kapcsolva. A kapcsolást kiegészíti a hálózatról táplált pozitív hőfokkoefficiensű 16 hőellenállással sorbakötött 17 hőfokfigyelő relé, amelynek 17.1 munkaáramú érintkezője a 15 alapjelképző ellenállással van párhuzamosan kapcsolva. A pozitív hőfokkoefficiensű 16 hőellenállás az 1 töltendő akkumulátoron van elhelyezve és annak hőfokát figyeli.

Az 1. ábrán ismertetett készülék a 2 kisütendő akkumulátor vegyi energiájából adódó feszültségéhez az 1 töltendő akkumulátor feltöltéséhez szükséges feszültséget a 4 és 5 tirisztoroknak a 13 gyújtóegység által szabályozott nyitásával biztosítja a 3 transzformátor szekunder tekercsének feszültségéből. A 13 gyújtóegységet a 6 és 15 alapjelképző ellenállások vezérlik, egyébként ismert módon. A tirisztoros szabályozásra jellemző lüktető egyenáramot, — melyet a 10 árammérő műszeren kísérhetünk figyelemmel és a 6 alapjelképző ellenálláson, célszerűen potencióméteren állíthatunk be, — a 14 simítókondenzátor simítja. A 6 alapjelképző ellenállással sorba van kötve a 15 alapjelképző ellenállás, melyet az erős gázfejlő-21

185 528 dés szakaszában a 17.1 munkaáramú érintkező rövidrezár és az így kialakuló kisebb alapjel segítségével kisebb töltőáramot szabályoz az erős gázfejlődés, tehát a magasabb hőfok esetén.

A 7 feszültségfigyelő relé a 2 kisütendő akkumulátor ₅ feszültségét figyeli a 8 Zener diódán és a 9 diódán keresztül és amennyiben ez a feszültség a mélykisütés határát eléri, a 7 feszültségfigyelő relé elenged és a 7.1 munkaáramú érintkezője a 2 kisütendő akkumulátort az áramkörből kiiktatja és helyét a 7.2 nyugvóáramú érintkező rövidre zárja. Ebben az esetben a 4 és 5 tirisztorok teljes egészében a 3 transzformátor szekunder tekercséből fedezik az 1 töltendő akkumulátor töltéséhez szükséges töltőáramot. A 9 dióda az akkumulátor helyes polaritással történő bekötését biztosítja. 5

Amint a kapcsolási elrendezésből kitűnik, az 1 töltendő akkumulátor felügyelet nélkül feltölthető előre beállított konstans áramerősséggel a teljes feltöltésig a kisütni szándékozott 2 kisütendő akkumulátor úgynevezett mélykisütését megakadályozó kapcsolással. A 13 gyújtóegy- 20 ség gyújtásszög — és így töltőáram szabályozása abban az esetben is hatásos, ha a 2 kisütendő akkumulátor feszültsége az 1 töltendő akkumulátor feszültségének értéke alá esik, de ellenkező esetben is biztosítja a beállított töltőáram értékentartását. 25

Claims (5)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás akkumulátorok energiatakarékos töltésére és 30 kisütésére, ahol hálózati transzformátorhoz csatlakozó vezérelt tirisztorokat alkalmazunk és részben a kisütendő akkumulátor energiájával töltjük a töltendő akkumulátort, azzal jellemezve, hogy a töltendő és kisütendőakkumulátorokat egymással sorba kapcsoljuk, az akkumulátorok másik két pólusát transzformátor szekunder tekercsén és a vezérelt tirisztorokon keresztül zárjuk, a transzformátort hálózatra kapcsoljuk és a töltési valamint a kisütési folyamatot egyidejűleg végezzük a tirisztorok nyitási szögének gyújtóegységgel történő fokozatos növelésével, a töltendő akkumulátor hőmérsékletét hőellenállással figyeljük és a töltésnek az erős gázfejlődési szakaszában a töltőáramot visszaszabályozzuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására szolgáló készülék, mely hálózatra kapcsolt tirisztoros áramszabályozóval rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a transzformátor (3) szekunder tekercsének középleágazásához a töltendő akkumulátor (1) kapcsolódik, melyhez sorosan van kötve a kisütendő akkumulátor (2), továbbá a kisütendő akkumulátorhoz (2) sorosan alapjelképző ellenállásokon (6 és 15) keresztül gyújtóegységgel (13) vezérelt tirisztorok (4, 5) kapcsolódnak, melyek a transzformátor (3) szekunder tekercsének két végére vannak kötve.

3. A 2. igénypont szerinti készülék azzal jellemezve, hogy a kisütendő akkumulátorral (2) sorbakapcsolt feszültségfigyelő relé (7) valamint Zener dióda (8) és dióda (9) van párhuzamosan kapcsolva.

4. A 3. igénypont szerinti készülék azzal jellemezve, hogy a töltendő akkumulátor (1) edényére pozitív hőfokkoefficiensű hőellenállás (16) van elhelyezve, mely hőellenállás (16) hőfokfigyelő relével (17) sorba van a hálózathoz kapcsolva.

5. A 4. igénypont szerinti készülék azzal jellemezve, hogy a töltendő akkumulátor (1) és a kisütendő akkumulátor (2) valamint az alapjelképző ellenállások (6 és 15) sorbakötése által képezett áramköri szakasszal párhuzamosan simító kondenzátor (14) van kapcsolva.