SU983895A1

SU983895A1 - Device for charging storage wattery with asymmetric current

Info

Publication number: SU983895A1
Application number: SU762427730A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Григорьевич Николаев; Геннадий Борисович Стеганов
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1976-12-08
Filing date: 1976-12-08
Publication date: 1982-12-23

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ(54) DEVICE FOR BATTERY CHARGING ASYMMETRIC CURRENT

1212

Изобретение относитсйт к электротехнике , в частности к устройствам дл зар да аккумул торных батарей,и может быть использовано дл зар да аккумул торной батареи асимметричным током, когда напр жение аккумул торной .батареи превышает напр жение источника, как в стационарных услови х, так и на подвижных объек- тах.The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for charging batteries, and can be used to charge a battery with an asymmetric current when the battery voltage exceeds the source voltage, both in stationary conditions and in moving objects.

Известны устройства дл зар да аккумул торных батарей асимметричным j-OKOM, содержащие источник посто нного тока, зар жаемую батарею, между клеммами КОТОЕМХ включен линейный дроссель,а также конденсаторы, тиристоры и дроссели в цепи разр дного импульса 1 иС2LBACKGROUND OF THE INVENTION Asymmetric j-OKOM devices for charging batteries, containing a DC source, a charging battery, are known, a linear choke is connected between the KTOOMX terminals, as well as capacitors, thyristors and chokes in the discharge pulse circuit 1 and C2L

Недостатки их заключаютс в сложности устройства и в низком уровне зар дного напр жени , не,превосход щем величины напр жени источника питани .Their disadvantages are in the complexity of the device and in the low level of voltage, not exceeding the value of the voltage of the power source.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл зар да аккумул торной батареи асимметричным токой, содержащее ис;точник посто нного тока, первый линейный дроссель, диод иThe closest to the invention in its technical essence and the achieved result is an asymmetrical device for charging a battery, containing a source of direct current, the first linear choke, a diode and

первый конденсатор, подключенный одной обкладкой к катоду диода и положительной клемме аккумул торной батареи , а анод зар дного диода соединен с другой обкладкой первого конденсатора , последовательную цепь из второго линейного дроссел и первого тиристора , катод которого и отрицательные клеммы источника посто нного тока и аккумул торной батареи объединены , а второй дроссель другим концом подключен к первому дросселю, а также блок контрол напр жени и управлени тиристорамиСЗ.the first capacitor connected by one plate to the cathode of the diode and the positive terminal of the battery, and the anode of the charging diode is connected to the other plate of the first capacitor, a series circuit of the second linear droselsel and the first thyristor, whose cathode and the negative terminals of the DC source and the battery the batteries are combined, and the second choke is connected to the first choke by the other end, as well as the SCR voltage control and control unit.

Недостаток такого устройства заключаетс в невысоких удельных энергетических показател х устройства за счет искажени формы потребл еного тока от источника.The disadvantage of such a device lies in the low specific energy indicators of the device due to the distortion of the form of the consumed current from the source.

Цель изобретени - повышение удель ных энергетических показателей за счет улучшени коэффициента формы потр ебл емого от источника посто нного тока.The purpose of the invention is to increase the specific energy indicators by improving the shape factor of the DC current consumed from the source.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл зар да аккумул торной батареи асимметричным током, содержащее источник посто нного то .ка, первый линейный дроссель, зар д-, ный диод и первый конденсатор, подключенный одной обкладкой к катоду диода и положительной клемме аккумул торной батареи, а анод зар дног диода соединен с другой обкладкой первого конденсатора, последователь ую цепь из второго линейного дроссел и первого тиристора, катод кот рого и отрицательные клеммы источни ка посто нного тока и аккумул торно батареи объединены, а второй дроссе другим концом подключен к первому дросселю, дополн1; тельно введены тиристор , диод и второй конденсатор, который одной обкладкой подключен к общей точке соединени линейных дросселей, а другой.- к аноду зар д ного диода и катоду второго диода, анод которого подключен к общей точ соединени анода второго тиристора и положительной клеммы источника посто нного тока, а катод второго тиристора соединен с первым линейным дросселем. На чертеже приведена принципиаль на электрическа схема устройства ,дл зар да аккумул торной батареи асимметричным током. Устройство содержит источник 1 посто нного тока, положительна клемма которого через тиристор 2, цепь из линейного; дроссел 3 и кон денсаторов 4 и 5 подключена к полож тельной клемме аккумул торной батареи 6, зар дный диод 7 св зан катодом с положительной клеммой батареи а анодом - с точной соединени конденсаторов 4 и 5, составл ющих электрическую емкость устройства, диод 8 анодом св зан с положительно клеммой источника 1, акатодом с точкой соединени конденсаторов 4 и 5 и анодом зар дного диода 7, параллельно цепи из конденсаторов 4 и 5 и батареи 6 включена цепь из последовательно соединеных линейного дроссел 9 и тиристора 10, управ ление тиристорами осуществл етс блоком 11 контрол напр жени батар и управлени тиристорами. Устройство работает следующим об разом. При поступлении отпирающего импу са с блока 11 на управл ющий элект-род 10 последний открываетс , и кон денсатор 4 зар жаетс от источника через диод 8, дроссель 9 и тиристор 10. Напр жение батареи б превышает напр жение источника 1 посто нного ка, поэтому зар дный диод 7 заперт, а батаре б подразр жаетс по цепи, состо щей из по следовательно соединенных конденсаторов 4 и 5, дроссел 9 и тиристора 10, При этом конденсатор 5 накапливает энергию разр дного импульса батареи 6. Амплитуда и длительность импульса тока раз р да батареи 6 определ ютс величиной емкости конденсатора 5 и могут быть при необходимости изменены в достаточно широких пределах при условии , что емкость конденсатора 5 меньше емкости конденсатора 4. В этом случае импульс разр дного тока прекратитс по окончании резонансного Ьар да конденсатора 5, а .запирание тиристора 10 происходит естественным образом по окончании пр мой полуволны тока в контуре элементов , 1, 8, 4, 9 и 10 т.е. по окончании резонансного зар да от источника 1 конденсатора 4. После этого по сигналу блока 11 отпираетс тиристор 2, в результате чего сумма напр жений источника 1 и зар женных конденсаторов 4 и 5, действующих в это врем согласно, прикладываетс к зар жаемой батарее 6, через которую протекает импульс , тока зар да. После того, как конденсатор 5 разр дитс до нул , т.е. отдает всю накопленную им энергию разр дного импульса обратно в батарею 6, и разр дна цепь подготовлена к следующему разр дному импульсу, отпираетс зар дный диод 7, и зар д батареи продолжаетс под действием суммарного напр жени источника и конденсатора 4. Импульс зар дного тока батареи 6, сопровождающийс разр дом конденсатора 4, прекратитс по окончании положительной полуволны тока в колебательном контуре из элементов 1-6, благодар чему тиристор 2 закрываетс . Далее описанные процессы повтор ютс циклически с требуемой частотой, обеспечивающей желаемые параметры зар дного ток В предложенном устройстве импульсы тока источника имеют синусоидальную форму, что при скважности этих импульсов, равной единице, соответствует коэффициенту формы ,11. При этом устройство обеспечивает скважность «j. зар дно-раз р дных импульсов, близкую к оптимальному значению 2, что соответствует наилучшим (оптимальным) услови м передачи энергии источника в батарею. Поскольку удельные энергетические показатели зар дного устройства, а именно КПД, коэффициент мощности, скорость- передачи энергии источника - зар дна мощность и т.п., отнесенные к массе или объему этого устройства, существенно завис т от характера импульсов тока, то очевидно , что предложенное устройство позвол ет улучшить удельные энергетические показатели путем сокращени мощности в зар дной цепи за счет уменьшени действующего значени зар дных импульсов асимметричного тока.This goal is achieved by the fact that a device for charging a battery with an asymmetric current, containing a constant current source, a first linear choke, a charge diode, and a first capacitor connected in one plate to the cathode of the diode and the positive terminal of the battery The anode of the charging diode is connected to another plate of the first capacitor, a successive circuit from the second linear throttle and the first thyristor, the cathode of which is the negative terminal of the direct current source and the battery of the battery. united, and the second dross the other end connected to the first throttle, add1; A thyristor, a diode and a second capacitor are connected, which are connected to the common junction point of the linear chokes by one plate and the second diode to the anode of the charging diode and the cathode of the second diode, the anode of which is connected to the common junction point of the second thyristor current, and the cathode of the second thyristor is connected to the first linear choke. The drawing shows a circuit diagram of the device, for charging the battery with an asymmetric current. The device contains a source of direct current 1, the positive terminal of which is through a thyristor 2, a circuit from a linear; Drossel 3 and capacitors 4 and 5 are connected to the positive terminal of the battery 6, the charging diode 7 is connected by a cathode to the positive terminal of the battery and the anode to the exact connection of the capacitors 4 and 5 constituting the capacitance of the device, the diode 8 by the anode to the anode is connected positively to the source terminal 1, an aktod to the junction point of capacitors 4 and 5, and an anode of a charging diode 7, parallel to the circuit from capacitors 4 and 5 and battery 6, a circuit is connected from series-connected linear droplets 9 and thyristor 10, the thyristors are controlled The unit 11 controls the voltage of the batars and the control of the thyristors. The device works as follows. Upon receipt of the unlocking impulse from the block 11 to the control electrode 10, the latter opens, and the capacitor 4 is charged from the source through the diode 8, the choke 9 and the thyristor 10. The battery voltage b exceeds the voltage of the source 1 constant, therefore The charge diode 7 is locked and the battery b is charged along a circuit consisting of consequently connected capacitors 4 and 5, droplets 9 and thyristor 10. At the same time, the capacitor 5 accumulates the energy of the discharge pulse of the battery 6. The amplitude and duration of the current pulse times p yes batteries 6 are defined in the capacitance of the capacitor 5 and can be changed, if necessary, within sufficiently wide limits, provided that the capacitance of the capacitor 5 is less than the capacitance of capacitor 4. In this case, the pulse of the discharge current stops at the end of the resonant bar and capacitor 5, and the thyristor 10 is locked at the end of the direct half-wave current in the circuit of the elements, 1, 8, 4, 9 and 10, i.e. at the end of the resonant charge from the source 1 of the capacitor 4. After this, the signal of the block 11 unlocks the thyristor 2, as a result of which the sum of the voltages of the source 1 and the charged capacitors 4 and 5, acting at the same time, is applied to the charged battery 6, through which the pulse flows, the charge current. After the capacitor 5 discharges to zero, i.e. sends all the accumulated energy of the discharge pulse back to the battery 6, and the discharge circuit is prepared for the next discharge pulse, the charge diode 7 is opened, and the battery charge continues under the action of the total voltage of the source and the capacitor 4. Battery charge current pulse 6, accompanied by the discharge of the capacitor 4, will stop at the end of the positive half-wave of the current in the oscillating circuit of elements 1-6, thereby closing the thyristor 2. The processes described below are repeated cyclically at the required frequency providing the desired charge current parameters. In the proposed device, the source current pulses have a sinusoidal shape, which, with a duty cycle of one pulse, corresponds to the shape factor, 11. In this case, the device provides the duty cycle “j. the charge-time of the random pulses is close to the optimal value of 2, which corresponds to the best (optimal) conditions for the transfer of the energy of the source to the battery. Since the specific energy indicators of a charging device, namely, efficiency, power factor, source-rate of energy transfer — charge power, etc., related to the mass or volume of this device, depend significantly on the nature of the current pulses, it is obvious that The proposed device makes it possible to improve the specific energy indices by reducing the power in the charge circuit by reducing the effective value of the charge pulses of the asymmetric current.

Claims

1. USSR author's certificate number 404176, cl. H 01 M 45/04, 1973.

2. USSR Author's Certificate No. 431588, class, H 01 M.45 / 04, 1975.

3. Authors certificate of the USSR 463176, cl. H 02 J 7/10, 1975 (prototype).