SU1108562A1 - Устройство дл зар да аккумул торной батареи асимметричным током - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗлРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ, содержащее вьшр митель со сглаживающим дросселем на выходе и тиристорно-дроссельно-конденсаторный узел разр да с тиристорно-дроссельной цепью перезар да конденсатора , подключенный между его обкладкой и выходным зажимом устройства, о тличающеес  тем, что, с целью расширени  регулировочных возможностей и повьппени  эффективности процесса зар да, последовательно с конденсатором включен дополнительный источник переменного напр жени . 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в качестве дополнительного источника переменного напр жени  использована вторична  обмотка трансформатора выпр мител . 2y&2S /w ИЗ

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти практическое применение в устройствах дл  зар да аккумул торных батарей асимметричным током.°

Известны устройства дл  зар да аккумул торных батарей асимметричным током, которые содержат зар дный выпр митель на основе согласующего трансформатора, вентильного блока и сглаживающего реактора и тиристорнодроссельно-Конденсаторный узел разр да с цепью перезар да конденсатора. Различные их модификации отличаютс  структурой выпр мител , узла разр да, цепи перезар да и их внешними св з ми СП и С23.

Наиболее простыми  вл ютс  устройства , содержащие собственно-зар дный вьшр митель, на выходе которого подключен узел разр да, состо щий из последовательно соединенных тиристоров, дроссел  и. конденсатора, с вентильно дроссельной цепью перезар да. В зависимости от конкретных требований по параметрам разр дных депол ризующих импульсов тока вентильно-дроссельна  перезар дна  цепочка может быть подключена к разр дному конденсатору параллельно либо непосредственно, либо через какую-нибудь цепь всего устройства . Выпр митель со сглаживающимL реактором обеспечивает зар д аккумул торной батареи посто нным током, на который периодически накладываютс  разр дные депол ризующие импульсы длительности и большой амплитуды, формируемые путем разр да аккумул торной батареи через разр дные тиристор и дроссель да конденсатор, обратный перезар д которого обеспечиваетс  вентильно-дроссельной цепью перезар да . Измен   глубийу перезар да конденсатора, можно обеспечить требуемую амплитуду депол рйзз))щих импульсов тока.

Недостатком 3tHx устройств  вл етс  отсутствие возможиости плавного регулировани  параметров разр дных депол ризующих и1А1ульеов в процессе зар да, что соответственно, ведет к снижению эффективности процесса за р да.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дли зар да аккумул торной батареи асимметричным током, содержащее выпр митель со сглаживающим дросселем на выходе.

узел разр да из последовательно соединенных между собой тиристора, дроссел  и конденсатора, с цепью его перезар да , состо щей из последовательно соединенных тиристора и дроссел , подключенной между обкладкой конденсатора со стороны разр дного тиристора и выходным зажимом устройства З.

Выпр митель со сглаживающим дросселем обеспечивает зар д аккумул торной батареи сглаженным посто нным током повьшенной плотности. По достижении аккумул торной батареей требуемого уровн  зар да, включают узел разр да, который начинает формировать разр дные депол ризующие импульсы путем разр да аккумул торной батареи Через тиристор и дроссель на конденсатор: Обратный перезар д конденсатора осуществл етс  через тиристорно-дроссельную цепь перезар да.

Недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие возможностей регулировани  параметров разр дных депол ризуювщх импульсов в процессе зар да, что ограничивает эффектив-. ность зар да батареи.

Цель изобретени  - повьшение эффективности процесса зар да и расширение регулировочных возможностей устройства.

Указанна  цепь достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем вьтр митель со сглаживающим дросселем на выходе и тиристорно-дроссельно-конденсаторный узел разр да с тиристорнодроссельной цепью перезар да конденсатора , подключенный ме ду его обкладкой и выходным зажимом устройства, последовательно с конденсатором BKJOo4eH дополнительный источник переменного напр жени .

При этом в качестве дополнительного источника переменного напр жени  может быть использована вторична  обмотка трансформатора выпр мител .

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема предлагаемого устройства, на фиг. 2- - диаграмма напр жений элементов схемы, на фиг. 3 - вариант схемы.

Устройство содержит трансформатор 1, тиристоры 2-9, дроссели 10-12, конденсатор 13, источник 14 и работает на аккумул торную батарею 15.

Трехфазный трансформатор 1 с тиристорами 2-7 образуют собственно3

зар дный выпр митель со сглаживающим дросселем 10 на выходе. Параллельно выходным зажимам устройства- подключен узел разр да, образованный последовательно между собой соединенными тиристором 8, дросселем 11, конденсатором 13 и вспомогательным источником 14 переменного напр жени . Перезар дна  цепочка образована последовательно соединенными тиристором 9 и дросселем 12 и подключена между одним из выходных зажимов устройства и обкладкой конденсатора 13 со стороны разр дного тиристора 8.

Устройство работает след5тощим образом.

При подаче на вход устройства (фиг. 1) сетевого напр жени  его система автоматического управлени  (не показана) начинает формировать управл ющие импульсы дл  тиристоров выпр мител  2-7. По зар дной цепи и через аккумул торную батарею 15 начинает протекать посто нный ток повышенной плотности, сглаженный до требуемого уровн  дросселем 10. По достижении аккумул торной батареей 15 требуемого уровн  зар да, устройство начинает формировать периодически с требуемой частотой разр днодепол ризукнцие импульсы тока малой длительности и регулируемой амплитуды путем разр да аккумул торной батареи 15 на конденсатор 13. Поскольку разр дньй конденсатор в начальный момент разр жен до нулевого значени  напр жени , система автоматического управлени  устройством йьщает первый управл ющий импульс дл  разр дного тиристора в момент амплитудного отрицательного значени  напр жени  вспомогательного источника 14 переменного напр жени . Подсуммой амплитудного значени  напр жени  источника 14 и напр жени  на клеммах аккумул торной батареи 15 в разр дной цепи, образованной последовательно соединеннье и тиристором 8, дросселем 11, конденсатором 13, источником 14 и батарей 15, протекает разр дно-депол ризующий импульс тока малой длительности по форме близкий к синусоидальной Параметры его определ ютс  суммарной ЭДС контура и параметрами R, L, С всего разр дного контура.

После окончани  процесса зар да конденсатора 14 и перехода полуволны разр дного импульса тока через нуле5624

вое значение, тиристор 8 запираетс  под разностью напр жени  зар да конденсатора 13 и суммарного напр жени  источника 14 и батареи 15. Обратный перезар д конденсатора 13 осуществл етс  следующей подачей управл ющего импульса на перезар дный тиристор 9, которьй формируетс  в момент положительного значени 

напр жени  вспомогательного источника 14 переменного напр жени . При отпирании перезар дного тиристора 9 происходит разр д конденсатора 13 на аккумул торную батарею 15 (а не

наоборот, как при формировании депол ризующего импульса тока) под разностью напр жений суммарного конденсатора 13 с источником 14 и батареи 15. По контуру, образованному

последовательно соединенными: источником 14, конденсатором 13, дроссе лем 12, тиристором 9 и батареей 15, протекает перезар дный импульс тока конденсатора 13,  вл ющийс  зар дным дл  аккумул торной батареи 15. За счет того, что индуктивность перезар дного дроссел  12 беретс  примерно на пор док больше индуктивности разр дного дроссел  12, перезар дный импульс тока имеет в 3-5 раз больщую длительность и, соответственно , меньшую амплитуду относительно разр дного импульса тока.

После перезар да конденсатора 13

до напр жени  отрицательной пол рности и перехода перезар дного импульса тока через нулевое значение, перезар дный тиристор 9 запираетс  и к нему прикладываетс  обратновосстанавливающее напр жение, обусловленное разностью суммарного напр жени  конденсатора 13, батареи 15 и вспомогательного источника 14. При этом цикл формировани  разр дно-перезар дных

импульсов заканчиваетс , и устройство готово к формированию очередного разр дно-депол ризующего импульса тока.

Вследствие того, что в цепи конденсатора 13 включен вспомогательный источник 14 переменного напр жени , обеспечена возможность плавного фазоимпульсного регулировани  моментов включени  разр дного и перезар дного тиристоров 8 и 9 относительно переменного напр жени  вспомогательного источника 14, что позвол ет регулировать суммарную ЭДС, действующую как в разр дном, так и перезар дном контурах , а также регулировать амплитуд разр дного и перезар дного импульсов тока в широком диапазоне. При этом максимально возможна  частота формировани  разр дно-депол ризующих импульсов тока определ етс  частотой напр жени  вспомогательного источника и может регулировать - измен тьс  дискретно в сторону уменьшени , крат но этой частоте.. Дополнительным преимуществом пред лагаемого устройства  вл етс  возмож ность возвращени  эбергии разр да батареи 15 на конденсатор 13 обратно в батарею в виде энергии перезар дного импульса. Без вспомогательного источника зто устройство  вл ет с  неработоспособнь1м, тик как нечем компенсировать потери энергии в разр дном и перезар дном контурах. На фиг. 2 Показаны диаграммы напр жений батареи 15, источника 14 и конденсатора 15. Варьиру  моментами фазового включени  разр дного и перезар дного тиристоров, можно регулировать суммарные ЭДС, действунндие в цеп х разр дного и перезар дного контуров. На фиг. 2d показана форма результирующего асимметричного зар дно го тока в цепи аккумул торной батаре  15. Видно, что положительные зар дные импульсы тока представл ют со бой сумму основного тока вьшр мител  и перезар дных импульсов тока, а of рицательно депол ризую ше импульсы разность разр дных импульсов тока и основного зар дного тока. Возможны различные модификации предлагаемого устройства, включакзщие в себ  различ ные схемы собственно зар дных выпр мителей , совмещение функций (полное или частичное) сглаживание разр дног и перезар дного дросселей, использование в качестве индуктивностей разр дного и перезар дного дросселей индуктивности токопровод щего к батарее кабел , применение переключающих тиристоров дл  обеспечени  бестоковой паузы в момент формировани  разр дных импульсов тока и т.д. В любом из этих случаев применение вспомогательного источника переменного напр жени  в тиристорно-дроссельно-конденсаторном узле разр да позвол ет существенно расширить регулировочные и функциональные возможности устройства и реализовать с их помощью более эффективные режимы зар да аккумул торной батареи. В качестве вспомогательного источника переменного напр жени  может быть использована вторична  или добавочна  обмотка согласующего трансформатора вьтр мител . На фиг. 3 приведен один из возможных вариантов устройства, где трансформатор 1 с тиристорами 2-7 собраны по кольцевой схеме выпр млени , что позвол ет использовать одну из его вторичных фазных обмоток в качестве вспомогательного источника 14. Сглажи- ванадий дроссель 10 используетс  одновременно и в качестве перезар дного дроссел  12, дл  чего перезар дный тиристор 9 подключен к его отпайке, а в качестве разр дного дроссел  11 использована индуктивность токоподвод щих проводов аккумул торной батареи 15 (длина которых может достигать 100 и более метров). Применение предлагаемого устройства предпочтительно дл  зар да низковольтных аккумул торных батарей. Его можно примен ть в процессах гальваники и электролиза с использованием асимметричного тока, где применение известных зар дных устройств было практически невозможно из-за низкой собственной ЭДС электролизных и гальванических ванн.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗаРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ, содержащее выпрямитель со сглаживающим дросселем на выходе и тиристорно-дроссельно-конденсаторный узел разряда с тиристорно-дроссельной цепью перезаряда конденсатора, подключенный между его обкладкой и выходным зажймом устройства, о тличающееся тем, что, с целью расширения регулировочных возможностей и повышения эффективности процесса заряда, последовательно с конденсатором включен дополнительный источник переменного напряжения.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что в качестве дополнительного источника переменного напряжения использована вторичная обмотка трансформатора выпрямителя.

Фие.1

SU „,1108562 >