SU693506A2 - Устройство дл зар да аккумул торной батареи - Google Patents

Description

I

Изобретение относитстч к области электротехники и может быть использовано в системах электроснабжени  различного назначени  дл  зар да и подзар да аккумул торных батарей как в стационарных услови х, так и на подвижных объектах в системах автономного электроснабжени . Изобретение  вл етс  усовершенствованием известного устройства дл  зар да аккумул торной батареи по авт. св. N 431592.

В основном авторском свидетельстве описано устройство дл  зар да аккумул торной батареи, содержащее однофазный источник переменного тока, элемент токоограничивающего сопротивлени  с отводом, двухпопупериодный мостовой выпр митель , входной диагональю через элемент токоограничиваюшего сопротивлени  подключенный к источнику, а выходной диагональю - к аккумул торной батарее, снабженной выводом средней точки, ключевой регул тор зар дноГО тока, выполненный, например, на симисторе , и блок контрол  напр жени , фазы и управлени  l .

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что при использовании токоограничивающего сопротивлени  омического характера импульс тока, зар жающий аккомул торную батарею в каждый полупе- риод изменени  напр жени  источника переменного тока, начинаетс  не в момент возникновени  полуволны питающего напр жени , а через некоторый промежутоквремени Д, в течение которого мгновенное -значение напр жени  источника переменного тока возрастает по абсолютной величине от нул  до значени , равного напр жению на аккумул торной батарее V . Чем ближе значение Чдц к амплитудному значению напр жени  источника Ej, тем больще этот промежуток времени д-t. Это неизбежно приводит к тому, что мощность источника в течение промежутка времени At в начале каждого полупериода изменени  напр жени  источника дл  зар да аккумул торной батареи не используетс , что вызывает снижение удельных энергетических показателей устройства, например коэффициента использовани  мощности источника равного отношению мощности зар да аккумул торной батареи к полной мощности источника переменного тока. Промежуток времени At можно уменьшить, если в каждом полупериоде включать регул тор зар дного тока (т.е. в первую четверть полупериода,-когда мгновенное значение напр$пкени  по абсолютной величине увеличиваетс ). Зар д аккумул торной батареи через резнстивное токо- ограничивающее сопротивление, вкшоченное в цепь переменного тока, осущестл етс  при сравнительно .невысоком значении коэффициента полезного действи , за счет потерь электрической энергии, рассеиваемой на омическом сопротивлении токоограничивающего сопротивлени . Кроме того, такое устройство позвол ет осуществл ть зар д аккумул торных батарей всего лишь до напр жени , максимальное значение которого не превышает удвоенного значени  амплитуды напр жени  источника, что ограничивает возможности использовани  устройств в системах электроснабжени  с низ ковольтными источниками переменного тока из-за относительно низких удельных энергетических показателей. Целью изобретени   вл етс  улучшение удельных энергетических показателей . Это достигаетс  тем, что устройство по авт. св. № 431592 дополнительно снабжено двум  последовательно соединенными конденсаторами и двум о вентил ми , каждый из которых включен последовательно согласно в два смежных плеча двухполупериодного мостового выпр м тел , прилегающих к его выходной диагонали , причем точка соединени  дополнительных вентилей вместе с одним из выводов элемента токоограничивающего соп ротивлени  образуют одну клемму входной диагонали упом нутого выпр мител , а точка с(единени  конденсаторов подклю чена к другой клемме входной диагонали выпр мител , и к точке соединени  двух вентилей в плечах выпр мител . Принципиальна  электрическа  схема устройства согласно изобретению показана на чертеже. Устройство содержит однофазный источник 1 переменного тока, подключенны через элемент 2 токоограничивающего сопротивлени  к клеммам 3, 4 входной диагонали двухпопупериодного мостового выпр мител , выполненного на вентил х 5-10, причем дв а смежных плеча, прилегающие к его выходной диагонали и соединенные непосредственно с элементом токоограничиваюшего сопротивлени , выполнены каждое из двух соединенных последовательно-согласно вентилей, соответственно 5, 6 и 7, 8, ключевой регу- п тор 11 зар дного тока, включенный между вьюодом средней точки аккумул торной батареи 12 и отводом от части витков токоограничивающего сопротивлени  2, два последовательно соединенных конденсатора 13, 14, точка соединени  которых подключена к клемме 3 входной диагонали выпр мител ,-при:этом точки, соединени  двух вентилей соответственно 5, 6 и 7, 8 в плечах выпр мител  св заны с обкладками соответствующих конденсаторов 13 и 14, и блок 15 контрю- л  напр жени  и управлени  венпшймй, осуществл ющий контроль напр жени  аккумул торной батареи 12, фазы напр жени  источника 1 и управлени  симистором ключевого регул тора зар дного тока 11. Устройство позвол ет зар жать аккумул торную батарею при отключенном регул торе зар дного тока до двойного, а при включении - до учетверенного амплитудного значени  напр жени  источника переменного тока. При отключенном регул торе зар дного тока устройство работает следующим образом. Пусть в один, например положительный , полупериод изменени  напр жени  источника потенциал клеммы 3 выше потенциала клеммы 4 входной диагонали выпр мител . В этом случае ток источника состоит ИЗ двух составл ющих; составл юща  тока, осуществл юща  зар д конденсатора 14 до напр жени  , равного напр жению аккумул торной батареи по цепи: клемма 3, конденсатор 14, вентиль 7, клемма 4 и составл юща  тока, осуществл юща  зар д аккумул торной батареи 12 по цепи: .клемма 3, конденсатор 13 (зар женный, как показано на фиг. 1 до напр жени , равного напр жению аккумул торной батареи в предыдущем полупериоде), вентиль 5, батаре  12, вентили 8 н 7, клемма 4, токоограничиваюшее сопротивление 2. В некоторый момент времени конденсатор 14 зар дитс  до напр жени  Vc АБ а конденсатор -13 разр дитс , вентиль 9

откроетс  и ток источника будет иметь только одну составл ющую, осуществл ющую зар д aккy fyл тopнoй батареи только через индуктивное токоограниниваюшее сопротивление по цепи; клемма 3, вентиль 9, батаре  12, вентили 8 и 7, клемма 4, сопротивление 2. В следующий (отри цательный) иолупериод изменени  напр жени  источника 1 потенциал клеммы 4 будет выше потенциала клеммы 3. В этом случае также одна составл юща  тока источника будет зар жать конденсатор 13 до напр жени , равного напр жению аккумул торной батареи по uenii: сопротивление 2, клемма 4, вентиль 6, конденсатор 13, клемма 3, а друга  составл юща  тока источника - разр жать через батарею до нул  конденсатор 14, который был зар жен в предыдущем по- лупериоде до напр жени , равного напр жению аккумул торной батареи 12, ГТо окончании зар да конденсатора 13 до напр жени  V - Vдgи разр да конденсатора 14 вентиль 10 открываетс  и вес ток источника идет на зар д батареи 12 через сопротивление 2 по цепи: сопротивление 2, клемма 4, вентили 6 и 5, бата ре  12, вентиль 10,. клемма 3. Далее процессы в системе периодически повтор ютс .

Таким образом, каждый из конденсаторов 13 и 14, поочередно запаса  энергию от источника в одном полупериоде, полностью отдает ее аккумул торной батарее в другом полупериоде, оуидественно увеличива  тем самим энерг ао зар дного импульса в каждый полупериод изменени  напр жени  источника, что позвол ет сократить врем  зар да аккумул торной батареи, увеличить коэффициент мощности и в целом улучшить удельные энергетические характеристики.

При работе устройства с ключевым регул тором 11 зар дного тока отличие по сравнению с описанной выше схемой будет состо ть в том, что в ка шом по- лупериоде изменени  напр жени  источника в интервале времени, когда напр жение источника уменьшаетс  по абсолютной величине от своего амплитудного значени  до нул , заключаетс  регул тор зар дного тока, поочередно шунтиру  в каждом полупериоде одну из секций аккумул торной батареи и часть индуктивного сопротивлени  2, исключа  тем самым их из зар дного контура, что позвол ет еще более увеличить длительность зар дного импульса, коэффициент мощности и в целом удельные энергетические показатели при одповременном увеличе}1ни в два раз максимальгюго значени  зар дного напр -

ЖЙН1;1Я.

На фиг. 2 изображена принципиальна  электрическа  схема одного из тов устройства согласно изобретению. От пичие ее по сравнению со схемой на фиг. 1, состоит в том, что вместо вентилей 9 и 10 двухполупериодного мостового выпр мител  В1слюче11ы соответственно конденсаторы J.6 и 17, в два смежных плеча выпр мител , прилегающие к его выходной диагонали, включены конденсаторы 13 и 14 и точка их соединени  подключена к клемме 4 входной диагонали выпр мител , точка соединени  дополнительных вентилей 6 и 7 подключена ко второму выводу токоограничивающего индуктивного сопротивлени  2, непосредственно подключенного к источнику 1 переменного тока. Такое схемное решение позвол ет увеличить коэффициент полезного действи  за счет змекьшени  количества используемых в устройстве вентилей и, кроме того, формировать более крутой передний фронт зар дного импульса за счет наличи  в начальный период зар дного импульса в цепи зар да аккумул торной батареи только BNiKocTHcro токо- ограничивающего сопротнапенп .

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет сократить врем  зар да аккумул торной батареи, увеличить коэффициент мощности и ул чшнть в целом удельные энергетт ческие показатели устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  зар да аккумул торной батареи по авт св. № 431592, отличающеес  тем, что, с цегд-г,; улучшени  удельных энергетических показателей, оно дополнительно снабжено двум  соединенными последовательно конденсаторами и двум  вентил ми, каждый из которых включен последовательно согласно в два смежных плеча двухполупериодного мостового выпр мител , прилегающих к его выходной диагонали , причем точка соедкнени  дополнительных вентилей вместе с одним из выводов элемента токоограничивающего сопротивлени  образует одну клемму входной диагонали упом т того выпр мител , а точка соед шени  упом нутых, копден-

   7 693506g

   саторов подключена к другой клемме вход-Источники информации,

   ной диагонали выпр мител  и к точкеприн тые во внимание при экспертизе

   соединени  двух вентилей в плечах вып-1. Авторское свидетельство СССР

   р мител .№ 431592, Н 02J7/12, 1974,