SU1723626A1 - Система зар да аккумул торной батареи асимметричным током - Google Patents

Abstract

Изобретение используетс  в электрооборудовании , обеспечивающем поддержание состо ни  зар жен ности аккумул торных батарей в процессе их производства и эксплуатации . Сущность изобретени : выпр митель-умножитель системы выполнен вентильно-конденсаторным. При этом первый каскад умножени  образован подключенной к нейтрали анодной группой диодов и конденсаторами в цеп х фазных обмоток зар дного источника. Выходной каскад образован катодной группой фазовых тиристоров и конденсаторами в накрест лежащих плечах мостового выпр мител  и в дополнительной тиристорно-конденсаторной цепи, подключенной к нейтрали зар дного источника. Конденсаторы выходного каскада совместно с фазовыми обмотками зар дного источника образуют цепь формировани  разр дных импульсов батареи. 1 ил. ел С

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  формовки при производстве и зар да (подзар да) аккумул торов и аккумул торных батарей (АБ) в процессе их эксплуатации (как в стационарных услови х, так и на подвижных автономных объектах, например на автомобил х) асимметричным током.

Целью изобретени   вл етс  улучшение удельных энергетических показателей системы зар да АБ путем увеличени  скорости передачи энергии источника в зар жаемую батарею.

На чертеже представлена электрическа  схема зар да АБ AT.

Система зар да содержит фазовые обмотки 1-3 ТИПТ и выпр митель-формирователь А. Обмотки источника соединены по схеме трехлучевой звезды с выведенной

нейтралью, один луч-обмотка .1 которого через токоограничиватощий конденсатор 4 подключен к клеммам выходной диагностики моста, образованного зар дно-разр д- ными конденсаторами 5 и 6 и вентил ми 7 и 8. В качестве вентил  8 может быть использован как тиристор, так и обычный диод. Вентили 7 и 8 соединены между собой диодом 9 с выходными клеммами дл  подключени  АБ 10. Контроль напр жени  и управление вентил ми осуществл етс  блоком 11.

Втора  фазова  обмотка ТИПТ через токоограничивающий конденсатор 12 подключена в точке соединени  зар дно-раз- р дного конденсатора 13, тиристора 14 и диода 15. Зар дно-разр дный конденсатор 13 и тиристор 14 образуют цепочку.

включенную параллельно выходным шинам , а диод 15 соедин ет вентили 8 и 14 последовательно согласно, аналогично как в цепи с фазовой обмоткой 1. Аналогично обмотка 3 через токоограничивающий кон- денсатор 16 подключена к общей точке за- р дно-разр дного конденсатора 17, тиристора 18 и диода 19, который соедин ет последовательно согласно вентили 8 и 18.

Емкость токоограничивающих конден- саторов 4,12,16 на пор док превышает емкость разр дно-зар дных конденсаторов 5,6,13 и 17.

При рассмотрении процессов считаем, что тиристоры в соответствующие полупе- риоды открыты, т.е. провод т ток как обычные диоды.

Работа системы происходит следующим образом.

Пусть в исходный момент времени на- пр жение фазы 1 и 2 имеет положительное, а фазы 3 отрицательные значени . Тогда в последующий момент времени потенциал вывода обмотки 1, соединенный с общей точкой трехлучевой звезды становитс  по- ложительным. Под действием этого напр жени начинаетс зар д токоограничивающего конденсатора 4 по цепи: 1-9-4-1. Этот зар д завершаетс  через 90 электрических градусов и токоогра- ничивающий конденсатор 4 будет зар жен до напр жени , равного 1)фт - амплитудное значение фазного напр жени  обмоток источника. После этого напр жение фазной обмотки 1 будет убывать по абсолютной величине , а диод 9 будет находитьс  в запертом состо нии, так как к его катоду приложен положительный (относительно анода) потенциал.

При уменьшении напр жени  обмотки 1 суммарное напр жение обмотки 1 и токоограничивающего конденсатора 4 начинает возрастать, открываютс  вентили (тиристоры ) 7 и 8 и зар жаютс  разр дно-зар дные конденсаторы 5 и 6 по цеп м: 1-4-7-5-1 и 1-4-6-8-1. Когда суммарное напр жение обмотки 1 и токоограничивающего конденсатора 4 превысит ЭДС батареи начнетс  ее зар д по цепи:1-4-7-10-8-1. Конденсатор 4 при этом сначала разр жаетс , а затем перезар жаетс  (т.е. зар жаетс  обратной пол рностью), отдава  энергию в аккумул торную батарею и зар дно-разр дный конденсатор .

Процесс перезар дки завершаетс  через 270 электрических градусов от начала отсчета, когда напр жение фазовой обмотки 1 вновь достигает своего амплитудного значени . После этого напр жение фазной обмотки 1 начинает убывать по абсолютной

величине, тиристоры 7 и 8 закрываютс  (в режиме естественного самопогасани ), напр жение зар дно-разр дных конденсаторов 5 и 6 равно напр жению аккумул торной батареи 10. В этот момент происходит скачкообразное изменение структуры системы, зар дно-разр дный конденсатор 5, аккумул торна  батаре  10 и зар дно-разр дный конденсатор 6 оказываютс  включенными через входную диагональ моста последовательно друг с другом.

В момент изменени  структуры, когда тиристоры погасают, а напр жение источника начинает уменьшатьс  по абсолютной величине, батаре  10 подзар жаетс  до цепи: 10-5-1-4-6. Токоограничивающий конденсатор 4 при этом продолжает перезар жатьс , однако так как его емкость превышает емкость зар дно-разр дных конденсаторов, напр жение на обкладках токоограничивающего конденсатора измен етс  медленнее, чем на обкладках зар д- но-разр дных конденсаторов.

Диод 9 находитс  в закрытом состо нии до тех пор, пока убывающее напр жение фазовой обмотки источника не становитс  равным напр жению токоограничивающего конденсатора. Начина  с этого момента времени, структура систем зар да измен етс , так как открываетс  диод 9 и токоограничивающий конденсатор 4 через него повторно начинает зар жатьс . Так как напр жение фазы вновь увеличиваетс , при этом зар дно-разр дные конденсаторы 5 и 6 начинают возвращать свою энергию в аккумул торную батарею, а токоограничивающий конденсатор 4 повторно зар жаетс  в исходной пол рности. Далее процессы в рассмотренной цепи повтор ютс  циклически ,

Таким образом, во второй половине каждого четного полупериода напр жение фазы 1. убывает по абсолютной величине и под действием этого убывающего напр жени  батаре  10 подзар жаетс  через источник на зар дно-разр дные конденсаторы 5 и 6, которые запасают энергию подзар да аккумул торной батареи. Конденсатор 4 через диод 9 зар жаетс  (этот зар д завершаетс  в конце первой половины каждого нечетного полупериода), запаса  энергию источника. В моменты открыти  и закрыти  диода 9 структура системы также измен етс  при открытии и закрытии тиристоров 7 и 8, пропускающих в аккумул торную батарею посто нную составл ющую асимметричного тока зар да, батарей, т.е. за период изменени  тока в фазе структура измен етс  четыре раза. Если тиристоры не открывать , то по цепи: 10-6-4-1-5-10 протека ет

только переменна  составл юща  асимметричного тока, осуществл   активную депо- л ризацию аккумул торов, так как конденсаторы 5 и 6, запаса  энергию подза- р дных импульсов аккумул торной батарей, в последующем возвращают ее в батарею.

Зар д батарей при закрытых тиристорах не производитс , а напр жение на клеммах входной диагонали этого моста измен етс  практически от нул  до удвоенной амплитуды фазного напр жени  трехфазного источника переменного тока. Именно до этого напр жени  и зар жаетс  аккумул торна  батаре  10 в зар дно-разр дных конденсаторах 5 и 6, если тиристоры открыты в соответствующие моменты времени.

Если напр жение зар жаемой батареи равно или превышает амплитуду напр жени  фазной обмотки, то конденсатор 4 не перезар жаетс  (он подзар жаетс  в нечетном полупериоде через диод 19 и подзар жаетс  в четном полупериоде через тиристоры 7 и 8.

В электрических цеп х, св занных с фазой 2 (токоограничивающий конденсатор 12, диод 15,тиристоры 14 и8изар дно:раз- р дные конденсаторы 5 и 13) и фазой 3 (то- коограничивающий конденсатор 16, диод 19, тиристоры 18 и 8) протекают процессы, аналогичные рассмотренным, но со сдвигом по фазе (дл  фазы 2 на 120 электрических градусов, а дл  фазы 3 на 240 эл. градусов). Система при этом генерирует три зар дных импульса тока в каждом периоде изменени  питающего напр жени .

Так как зар д аккумул торной батареи ограничен емкостным сопротивлением то- коограничивающих конденсаторов 4,12 и 16, то внешн   характеристика системы линейна , потер  в системе незначительна, а КПД имеет высокое значение. Ведение в систему трех диодов (9,15,19), двух токоог- раничивающих конденсаторов (12 и 16) и двух тиристорно-конденсаторных цепочек (14| 13 и 18,17), кажда  из которых образована конденсатором и тиристором,обеспечивает получение трех зар дных и трех подзар дных импульсов в батарею. В данной системе зар да зар дное напр жение аналогично прототипу, только вдвое превышает амплитуду фазного напр жени  источ- ника, однако за счет трех зар дных импульсов втрое увеличиваетс  зар дна  мощность - скорость передачи энергии в аккумул торную батарею при незначительном увеличении массы этой системы (так как масса диодов и конденсаторов не превышает 2-5% от массы источника). Это значительно улучшает ее удельные энергетические показатели. Источник при

этом эксплуатируетс  в трехфазном режиме , что дополнительно улучшает его показатели .

Таким образом, согласно изобретению

при зар де батареи увеличиваетс  втрое за период число зар дных импульсов тока. Это соответственно утраивает скорость передачи энергии трехфазного источника переменного тока в аккумул торную батарею, а

также приводит к более полному использованию мощности источника при его работе в трехфазном режиме в результате улучшаютс  удельные энергетические показатели системы зар да.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Система зар да аккумул торной батареи асимметричным током, содержаща  трехфазный источник переменного тока, обмотки которого соединены по схеме электрической звезды, мостовой выпр митель, два накрест лежащие плеча которого образованы вентил ми, а два другие - конденсаторами , вентильную и диодно-конденсаторную

   цепочки, причем вентильна  цепочка состоит из двух последовательно включенных вентилей и своим катодным выводом подключена к положительному выводу выпр мительного моста, одна из обкладок конденсатора диодно-конденсаторной цепочки подключена к катоду диода, а друга  - к первой фазовой обмотке трехфазного источника переменного тока, блок контрол  напр жени  и управлени  снабжен четырьм  выходами дл 

   управлени  тиристорами, отличающа - с   тем, что, с целью улучшени  ее удельных энергетических показателей при зар де аккумул торной батареи преимущественно до напр жени , не превышающего амплитудного значени  линейного напр жени  источника переменного тока, она дополнительно снабжена двум  конденсаторными цепочками, состо щими из двух последовательно включенных конденсаторов , второй вентильной цепочкой, образованной последовательно соединенными тиристором и диодом,при этом катодный вывод тиристора подключен к положительным выводам мостового выпр мител  и аккумул торной батареи, одни свободные выводы конденсаторных цепочек подключены к второй и третьей фазовым обмоткам источника соответственно , а другие - к отрицательному выводу выпр мительного моста, точки

   соединени  конденсаторов подключены к точкам соединени  вентилей первой и второй вентильных цепочек, а анодные выводы диодно-конденсаторной и вентильной цепочек подключены к нейтрали трехфазного источника переменного тока, одна клемма

   входной диагонали мостового выпр мител  подключен к точке соединени  конденсатора и катода вентил  диодно-конденсаторной цепочки, а втора  к нейтрали источника, а в качестве вентилей в мостовом выпр мителе используютс  тиристоры.