SU900366A1 - Устройство дл зар да аккумул торной батареи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к источникам посто нного тока и может быть использовано дл  зар да аккумул торных батарей, получающих питание от первичного источника тока с переменным напр жением.

Известно устройство дл  зар да аккумул торных батарей,в котором в качестве выпр мител  используетс  схема Латура с управл емыми вентил ми . В этом устройстве стабилизаци  среднего значени  зар дного тока осуществл етс  за счет изменени  угла отсечки управл емых вентилей вьшр мител  fl.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что схема Латура приемлема дл  работы при малых нагрузочных токах (до 100 мА). При больших токах (меньших величинах нагрузочного сопротивлени  дл  эффективной оабрты cxewbi необходимы большие электролитические конденсаторы. Кроме того, регулирование зар дного тока за счет изменеНИН угла отсечки управл емых вентилей создает (в нагрузке и питающей сети) высокий уровень пульсаций, устранение которых требует дополнительных затрат на дорогосто щие фильтры.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  зар да аккумул торной батареи, которое допускает большие зар дные токи. В этом

to устройстве используетс  йндуктивноемкостн токоограничитель 12 .

Claims (2)

1. Однако, облада  хорошими удельными энергетическими показател ми, известное устройство имеет невысокий козф15 4«циент мощности вследствие того,что в момент, когда абсолютна  величина переменного напр жени  питающей сети будет меньше напр жени  на батарее, энерги , запасенна  ранее в индуктив10 но-емкостном токоограничителе, частично отдаетс  обратно в питающую сеть.Кроме того, известное устройство допускает избыточный зар д аккумул торной батареи, что приводит к перерасходу электрической энергии и бурному газовыделению батареи, которое может привести к быстрому выходу батареи из стро . Таким образом, известное устройство не обеспечивает оптимального зар да батареи, например , при буферном режиме зар да, ког да батаре  должна автоматически зар  жатьс  до верхнего установленного уровн  с последующей разр дкой ее до нижнего номинального уровн  ( импульсно-буферна  работа батареи . Цель изобретени  - оптимизаци  бу ферного режима работы батареи. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  зар да аккумул торной батареи, содержащее блок контрол  напр жени  батареи, индуктивно-емкостный токоограничитель, выпр мительный мост, две входные клеммы дл  подключени  источника переменного тока, одна из которых подключена к средней точке токоограничител , оконечные точки которого подключены к входной диагонали моста выходна  диагональ которого соединена с выходными клеммами дл  подключени  батареи, включены два элемента установки верхнего и нижнего уров ней напр жений, цепочка последовательно и согласно включенных тиристоров , оконечные точки которой подключены к выходным клеммам, а средн   точка - к другой входной клемме дополнительный источник опорного напр жени , элемент пам ти и ждущий генератор импульсов, который своими парными выходами подключен к управл емым электродам тиристорной цепочки , а входом подключен к выходу элемента пам ти, вход установки 1 эле мента пам ти подключен к первому выходу, а вход установки О - ко второму выходу блока контрол  напр жений , первый и второй входы котораго подключены к соответствующим выходам элементов установки напр жени верхнего и нижнего уровней, а третий вход св зан с выходом источника опорного напр жени , одноименные входы элементов установки напр жени объединены попарно и подключены к клеммам батареи. Кроме того, блок контрол  напр жений состоит из нуль-органа верхнего и нуль-органа нижнего уровней напр жени , первые входы которых  вл ютс  соответс1чзен11О перным и вторым входом блока контрол  напр жений , а вторые входы объединены параллельно и  вл ютс  третьим входом блока контрол  напр жений. На чертеже представлена электрическа  схема устройства дл  зар да аккумул торной батареи. Устройство содержит индуктинно-емкостный токоограничитель 1, состо щий из последовательно соединенных конденсатора и линейной индуктивности , средн   точка которого подключена к одной клемме источника переменного тока,выпр мительный мост 2, входна  диагональ которого подключё .на к оконечным точкам индуктивноемкостного токоограничител  1, тиристорную цепочку 3, составленную из двух последовательно и согласно включенных тиристоров, оконечные точки которой св заны с одноименными клемма выпр мительного моста 2 и зар жаемо батареи 4, средн   точка цепочки 3 подключена к другой клемме источника переменного тока, элемент 5 установки верхнего уровн  напр жени  и элемент 6 установки нижнего уровн  напр жени  батареи, два одноименных входа которых соединены параллельно и подключены к соответствующим клеммам батареи Д, источник 7 опорного напр жени  и и блок 8 контрол  напр жений, состо щий из двух нуль-органов 9 и 10 верхнего и нижнего уровней напр жени , первые входы которых соответственно подключены к выходам элементов 5 и 6 установки уровней напр жени , а вторые входы объединены цараллельно и подключены к выходу источника опорного напр жени  7, элемент | пам ти, например триггер, вход установки 1 которого св зан с выходом нуль-органа 9 верхнего уровн  напр жени , а вход установки О св зан с выходом нуль-органа 10 нижнего уровн  напр жени , нулевой выход элемента 11 пам ти св зан с управл емым входом ждущего генератора 12 импульсов, выходы которого подключены к управл ющим электродам тиристорной цепочки 3. Устройство работает следующим образом . В момент подключени  к сети устройства дл  зар да аккумул торной батареи и при разр женной батарее 4 на входах элементов 5 и 6 устаS ловки уровней напр жени  будет фикс роватьс  пониженное напр жение бата реи. Напр жение с выходов этих элемен тов поступает на первые входы нульорганов 9 и 10, а на вторые их входы поступает опорное напр жение от источника 7. В св эи с тем, что при разр женной батарее уровень напр жени  с выхода элемента 6 установки нижнего уровн  будет ниже, чем уровень опорного напр жени  от исто ника 7, на выходе нуль-органа 10 сформируетс  выходной сигнал, который , воздейству  на вход установки О элемента 11 пам ти, переведет его в состо ние, при котором на его нулевом выходе по витс  сигнал, воз действукнций на управл емый вход жду щего генератора 12 импульсов, в результате чего он включитс  в работу и с его парного выхода будут генери роватьс  последовательности импульсов . Эти последовательности импульсов воздействуют на управл ющие вхо ды тиристоров цепочки 3 и поддерживают их в открытом состо нии. Откры тые тиристоры перейдут в режим диод ной работы и обеспечат подзар д акку мул торной батареи. Подзар д батареи происходит следующим образом. При подаче полуволны переменного напр жени  на вход устройства в ток цепи некоторое врем  будет отсутствовать , так как тиристоры, несмотр  на наличие открывающих импульсов на их управл ющих входах, будут закрыты обратнонаправленным напр жением батареи 4. По мере нарастани  величины напр жени  полуволны, в момент, когда aбcoл oтнa  величина мгновенного значени  напр жени  сети превысит напр жение на батарее 4, в зависимости от пол рности этой полуволны откроет с  один из тиристоров цепочки 3, и протекающий через него ток будет проходить через аккумул торную батарею 4, выпр мительный мост 2 и индук тивно-емкостный токоограничитель I. При этом в индуктивности и емкости токоограничител  запасаетс  энерги . При спаде волны и соответствующем снижении мгновенного значени  напр жени  сети до напр жений батареи 4 ранее провод щий тиристор цепочки 3 закрываетс . 66 В этот момент между конденсатором и индуктивностью токоограничител  1 возникает колебательный процесс, который вызывает протекание дополнительного зар дного тока через вы- пр мительный мост 2 и батарею 4. При воздействии другой полуволны напр жени  сети противоположной пол рности процесс зар да батареи происходит аналогично, но в работу вступает уже другой тнристор. По мере восстановлени  батареей ее энергоёмкости и возрастани  напр жени  на ее клеммах будет возрастать напр жение и на входах элементов 5 и 6 установки уровней верхнего и нижнего напр жений батареи. При достижении верхнего допустимого уровн  напр жени  батареи на выходе элемента 5 также по витс  уровень напр жени , превьш1ающий уровень напр жени  источника 7. В этом случае на выходе нуль-органа 9 сформируетс  выходной сигнал, кoтopыйi воздейству  на вход установки I элемента 1I пам ти, переведет его в состо ние, при котором на его выходе исчезает сигнал, воздействующий на управл емьш вход ждущего генератора 12 импульсов,в результате чего последний выключаетс  и с его парного выхода прекращаетс  генераци  последовательностей импульсов. Отсутствие этих импульсов на управл ющих электродах открытого в этот момент тиристора цепочки 3 в момент прихода отрицательной полуволны сетевого напр жени  вызовет запирание тиристора, а вместе с ним - полное отключение зар да батареи. При спаде с течением времени напр жени  на батарее до нижнего уровн  при ее разр де иа нагрузку процесс подзар да повторитс . Таким образом, введение в устрой ,ство дл  зар да аккумул торной св занных между собой через нульорганы элементов установки уровней и источника опорного напр жени , а также элемента пам ти и управл емого генератора, управл ющего в свою очередь коммутационно-разв зывающей тиристорной цепочкой, позвол ет оптимизировать режим работы батареи за счет обеспечени  возможности своевременного отключени  и подключени  зар да по параметру напр жение на батарее, а также сохранить при этом неизменность зар дного тока за счет 7 наличи  индуктивно-емкостного токо .ограничител , и повысить уровень фильтрации радиопомех. Кроме того, использование предлагаемого изобрет ни  приводит к повышению коэффициен та мощности и, как следствие этого, к повышению КПД устройства, а также к экономии электроэнергии. Предлагаемое устртэйство может быть использовано и в других объектах например, в судовых аварийных средствах св зи и судовых навигационных комплексах, преимущественно использующих буфернБШ режим аккумул торных батарей. Формула изобретени  1. Устройство дл  зар да аккумул торной батареи, работающей преимущественно в буферном режиме, соде жащее блок контрол  напр жени  бата реи, индуктивно-емкостный токоогран читель, выпр мительный мост, две входные клеммы дл  подключени  источника переменного тока, одна из которых подключена к средней точке токоограничител , оконечные точки которого подключены к входной диаго нали моста, выходна  диагональ кото рого соединена с выходными клеммами дл  подключени  аккумул торной батареи , отличающеес  тем что, с целью оптимизации буферного режима работы батареи, в него введены цепочка последовательно и согласно включенных тиристоров, око6 нечные точки которой подключены к выходным клеммам, а средн   точка к другой входной клемме, элементы установки верхнего и нижнего уровней напр жений, источник опорного )1апр жени , элемент пам ти и ждущий генератор импульсов, своими парными выходами подключенный к управл емым электродам тиристорной цепочки, а входом - к выходу элемента пам ти, вход установки I которого подключен к первому выходу, вход установки О - ко второму выходу блока контрол  напр жений, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам элементов установки напр жени  верхнего и нижнего, уровней,а третий вход св зан с выходом источника опороного напр жени , одноименные входы элементов установки напр жений объединены попарно . и подключены к клеммам батареи. 2. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что блок контрол  напр жений содержит нуль-орган верхнего и нуль-орган нижнего уровн  напр жени , первые входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым входом блока контрол  напр жений, а вторые входы объединены параллельно и  вл ютс  третьим входом блока контрол  напр жений. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 705601, кл. Н 02 J 7/34, 1979.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 400938, кл.Н 02 J 7/12, 1973.